Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Физико-географическая характеристика района исследования 6
1.1. Геологическое строение 7
1.2. Рельеф 14
1.3. Гидрогеология минеральных вод 19
1.4. Климат 25
1.5. Растительность 29
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 38
2.1. Объекты исследования 38
2.2. Методика исследования почв 47
2.3. Методы альгологических исследований 49
ГЛАВА 3. Почвы района исследования . 55
3.1. Общая характеристика почв Байкальской Сибири 55
3.2.Почвы минеральных источников 68
3.2.1. Почвы источников Хойто-Гол, Чойган, Хулун Усан (Восточный Саян) 69
3.2.2.. Почвы Шумакских минеральных источников (Восточный Саян) 71
3.2.3. Почвы минерального источника Челолек (Становое нагорье)... 75
3.3. Физико-химические свойства почв минеральных источников 78
3.3.1.Физико-химические свойства почв минеральных источников Хойто-Гол, Чойган, Хулун Усан (Восточный Саян) 83
3.3.2.Физико-химические свойства почв Шумакских минеральных источников (Восточный Саян) ... 82
3.3.3.Физико-химические свойства почв минерального источника Челолек (Становое нагорье 91
ГЛАВА 4. Конспект альгофлоры 96
ГЛАВА 5. Почвенные водоросли района исследования .. 133
5.1. Краткая характеристика изученности водорослей почв и водорослей минеральных источников Байкальской Сибири 133
5.2. Систематический анализ 134
5.3. Особенности структуры альгогруппировок почвенных водорослей разных минеральных источников .. 145
5.4. Экологический анализ 148
5.4.1. Характеристика жизненных форм ...149
5.4.2. Влияние физических свойств почв на видовое разнообразие водорослей 155
5.4.3. Влияние химических свойств почв на видовое разнообразие водорослей 161
5.5. Сравнительный анализ альгофлоры 168
Выводы 174
Список литературы. 175
Приложения ..192
- Гидрогеология минеральных вод
- Методы альгологических исследований
- Общая характеристика почв Байкальской Сибири
- Особенности структуры альгогруппировок почвенных водорослей разных минеральных источников
Введение к работе
Актуальность. «Сохранение биосферных и ресурсных функций растительного покрова — актуальнейшая задача, без решения которой невозможно построение любых концепций устойчивого развития Сибири, а также выполнение конвенции ООН 1992 года по сохранению биологического разнообразия» (Зеленая книга Сибири, 1996, С. 7).
Происходящая в настоящее время трансформация природных сообществ делает необходимым тщательное отслеживание новых ситуаций, создающихся среди популяций растений и животных наземных и водных экосистем Байкальской Сибири, с точки зрения поддержания и сохранения исторически сложившегося в этом уникальном регионе видового разнообразия. Поэтому исследование с целью инвентаризации населяющих наземные экосистемы минеральных источников организмов, их экологии и распространению является актуальной задачей. Современные геотермальные системы территории исследований, отличающиеся уникальным сочетанием природных условий и своеобразной флорой и фауной - важное звено в сохранении генофонда живых организмов. Минеральные источники Байкальской Сибири с широким диапазоном температур, разнообразные по газовому и химическому составу, представляют большой интерес для эколого-флористических изысканий.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение видового разнообразия и экологии водорослей почв, формирующихся в зоне разгрузки ряда минеральных источников Байкальской Сибири. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: 1) выделение основных типов почв и изучение их физико-химических свойств; 2) выявление видового разнообразия почвенных водорослей и создание конспекта альгофлоры; 3) проведение систематического, экологического и сравнительного анализов альгофлоры и выявление приоритетных почвенных факторов, влияющих на видовое разнообразие и распространение почвенных водорослей.
Защищаемые положения:
<\$5 1. Слабо выраженная корреляция таксономического состава почвенных
водорослей, развивающихся в наземных экосистемах разных минеральных источников, позволяет говорить о локальном характере альгофлор минеральных источников.
2. Соотношение отделов водорослей определяется комплексом физико-
химических параметров почв, а видовое разнообразие случайными
** факторами.
Научная новизна. До настоящего времени комплексные исследования экологии почв и почвенных водорослей труднодоступных районов минеральных источников Байкальской Сибири не проводились. Впервые для изученной территории составлен конспект альгофлоры, включающий 244 вида и внутривидовых таксона почвенных водорослей, получены новые данные об их распространении и встречаемости. Выявлена специфика видового разнообразия почвенных водорослей по целому комплексу физико-химических параметров почв.
Практическая значимость работы. Выявленные структурные
особенности альгогруппировок почвенных водорослей имеют
биоиндикационное значение для оценки современного состояния наземных
экосистем в зоне разгрузки минеральных вод и могут быть использованы для
мониторинга окружающей природной среды. Материалы диссертации были
применены при составлении кадастра почвенных водорослей Бодайбинского
района Иркутской области, а также при проведении мониторинга природных
процессов в районах распространения минеральных вод. Полученные данные.^
опубликованы в учебном пособии «Водоросли Прибайкалья». Основные
положения диссертации излагаются автором при чтении лекций и проведении
(Щ лабораторно-практических работ по курсу «Ботаника. Систематика низших
растений» для студентов биологических специальностей Иркутского государственного педагогического университета.
5 Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждались на Всероссийском научно-практическом молодежном симпозиуме «Экология Байкала и Прибайкалья» (Иркутск, 1999), 3 съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2000), на международной конференции «Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии» (Новосибирск, 2000), региональной конференции «Сохранение биологического разнообразия геотермальных рефугиев Байкальской Сибири» (Иркутск, 2000), научно-практической конференции «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2001), заседании Иркутского отделения Российского ботанического общества (Иркутск, 2002), научно-практической конференции ИГЛУ (Иркутск, 2002), молодежном академическом форуме «Молодежь и наука Сибири» (Чита, 2003), научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Н.А. Эповой «Растительный покров Байкальской Сибири» (Иркутск, 2003). По теме диссертации опубликовано 15 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 187 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, включающего 217 источников, в том числе 27 на иностранных языках и 7 приложений. Работа содержит 12 таблиц и 43 рисунка.
Автор выражает искреннюю благодарность канд. биол. наук, доценту Е.А. Судаковой за помощь при определении водорослей, сотрудникам лаборатории альгологии Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН и лично В.М. Андреевой, А.Ф. Лукницкой, Р.Н. Беляковой, а также сотрудникам лаборатории микробиологии БНЦ за ценные консультации и помощь на отдельных этапах работы.
Гидрогеология минеральных вод
Минеральные воды - термин весьма неопределенный. Он включает: «природные воды, содержащие в повышенных концентрациях те или иные минеральные (реже органические) компоненты или газы, обладающие какими-либо специфическими физическими свойствами» (Иванов, 1982. С.93). До недавнего времени так назывались воды, традиционно используемые в бальнеологических, т.е. лечебных целях. Е.В. Посохов и Н.И. Толстихин (1977) под термином «минеральные воды» имеют в виду все виды подземных вод, указывая при этом их народнохозяйственное назначение, например, минеральные лечебные воды. Одну из первых классификаций минеральных вод по темепературе предложил в нашей стране А.М. Овчинников в Х45 г., когда он выделил следующие температурные градации подземных вод, С: 1)0 - 20 — холодные воды; 2) 20 - 37 — теплые «термальные воды», 3) 37 - 42 -«гомотермальные» воды; 4) 42 - 100 — «гипертермальные» воды. В последующие годы были предложены похожие, но более подробные классификации О.А. Алекиным (1953), А.М. Овчинниковым (1963), А.В. Щербаковым (1956), Ф.А. Макаренко (1961), К.Ф. Богородицким (1968). Наиболее важным показателем практического использования служит степень минерализации. Наиболее детальную схему градации разработали М.С. Гуревич и Н.И. Толстихин (Курбанов, 2001). По этому показателю их делят на: 1) пресные - с минерализацией от 0,01 до 1,0 г/л; 2) солоноватые — от 1,0 до 10 г/л; 3) соленые - от 10,0 до 50,0 г/л; 4) рассолы - 50,0 - 350,0 г/л и выше. По лечебному значению выделяются следующие группы вод: 1) без специфических компонентов и свойств; 2) углекислые; 3) сульфидные; 4) железистые, мышьяковистые и с высоким содержанием металлов; 5) бромные, йодные и с высоким содержанием органических веществ; 6) радоновые; 7) кремнистые термы. Наряду с ценными компонентами в водах присутствуют вещества, предельно допустимые концентрации, (ПДК) которых имеют вредное влияние. ПДК для лечебных вод — 8 мг/л - фтор; лечебно-столовых вод — 5 мг/л — фтор; 2 мг/л — аммоний; 0,5 мг/л - уран; 10 мг/л — сумма органических веществ.
Показателем генезиса подземных вод, позволяющим установить долю участия исходных вод в изучаемой смеси генетических разновидностей, является концентрация стабильных изотопов — дейтерия и тяжелого кислорода. Они входят в состав молекулы воды и несут информацию ее геологической истории, позволяя диагностировать генетический облик (Пиннекер, 1974, 1980,1982).
Закономерности в распространении той или иной разновидности минеральных вод обусловлены геологической историей и геоструктурными особенностями территории, вещественным составом водовмещающих горных пород, сложными гидрогеологическими процессами, происходящими в земной коре и на ее поверхности, геотермическими, климатическими и другими условиями.
Исследованиям процессов формирования химического состава подземных вод и их роли в геологических процессах посвящена обширная литература. Фундаментальным трудом в этой области является «История природных вод» В. И. Вернадского (1960). В дальнейшем эти вопросы были освещены в работах А.П. Виноградова (1959, 1962), Н.И. Хитарова и др. (1957, 1959, 1967) и др. Генезису подземных вод, а также рассмотрению факторов, обусловливающих формирование их солевого и газового состава, посвящены работы целого ряда авторов: О.А. Алекина (1948), С.С. Бондаренко, Г.В. Куликова (1984), Г.В. Вартаняна (1977), И.К. Зайцева, Н.И. Толстихина, (1972), В.А. Кирюхина, А.И. Короткова, А.Н. Павлова (1988), СР. Крайнова, В.М. Швеца (1980), В.И. Кононова (1983), А.И. Короткова (1983), А.М. Овчинникова (1963, 1970), Е.В. Пиннекера (19820, К.Е. Питьевой (1978), Е.В. Посохова (1969), B.C. Самариной (1977), Л.В. Славяновой, М.С Голицина (1970), СИ. Смирнова (1974, 1979), СЛ. Шварцева (19780, В.М. Швеца (1973), А.В. Щербакова (1968), А.Е. Ходькова, Г.И. Валукониса (1968).
Согласно Карте подземных минеральных вод СССР Ml :2500000 (1976) Байкальская Сибирь относится к Восточно-Сибирской гидроминеральной области, в пределах которой распространены хлоридные, сульфатные, хлоридно-сульфатные, гидрокарбонатные, хлоридно-гидрокарбонатные группы минеральных вод. И.С.. Ломоносовым и Ю.И. Кустовым на территории Прибайкалья (1977) выделяется четыре гидроминеральных области. Район исследования относится к третьей Восточно-Саянской области термальных и холодных углекислых вод, в пределах которой обследованы группа углекислых терм (Шумак, Хойто-Гол, Чойган) и группа холодных углекислых вод (Шутхулай, Красные Камни, Хулун Усан). В четвертой Даурской (Забайкальской) области холодных углекислых вод и локального развития азотных углекислых терм обследован источник Челолек, также относящийся к группе углекислых терм (рис. 4).
Геологическое строение территории исследования предопределяет условия движения подземных вод и поэтому влияет на формирование их состава (Анкудинова, 1951 - 1956). Вода, циркулируя в породах, растворяет и выщелачивает их. Растворение идет неравномерно, лучше всего растворяются осадочные породы. На описываемой площади доминирующее положение занимают изверженные и эффузивные породы, в меньшей степени метаморфические сланцы, гнейсы и только в восточной и южной частях известны осадочные юрско-меловые отложения, приуроченные к тектоническим депрессиям. Отмечаются сильная дислоцированность всех толщ с разрывами северо-восточного простирания и их глубокий метаморфизм. 90 % всей площади занимают изверженные породы. В соответствии с этим большая часть источников приурочивается к изверженным породам и меньшая - метаморфическим и осадочным. Поэтому в основном источники относятся к гидрокарбонатным слабоминерализованным водам, что обусловливается приуроченностью источников к изверженным и метаморфическим породам.
Методы альгологических исследований
В целях выявления влияния приоритетного комплекса эдафических факторов на видовое разнообразие и распространении водорослей в зоне разгрузки термоминеральных вод, почвенные образцы были проанализированы по целому ряду физико-химических показателей. Для этого проведены следующие аналитические работы: 1) Исследован рН водной суспензии на потенциометре (рН-метре) при соотношении почвы к воде 1:2,5; 2) Определен сухой остаток и содержание легкорастворимых солей водной вытяжки; 3) Выявлено содержание обменных кальция и магния; 4) Определено СОг карбонатов методом Голубева; 5) Исследован фракционный состав гумуса и определено общее содержание углерода почв методом Тюрина; 6) Определен общий азот методом Кьейльдаля. Кислотность почв или рН определялась потенциометрически в почвенном растворе. Реакция почвенного раствора оказывает прямое и косвенное влияние на растения, в том числе и на водоросли. Повышение концентрации водородных ионов может снижать поступление в растение наиболее важных катионов и анионов, а также изменять подвижность ряда элементов в почвенном растворе. Водная вытяжка анализировалась на общее содержание растворимых в воде органических и минеральных соединений (сухой остаток), а также на содержание катионов и анионов в ней. Сухой остаток определялся по разности взвешиваний до и после выпаривания определенного объема водной вытяжки. По величине сухого остатка обычно устанавливают степень засоления, которая в засоленных почвах превышает 0,30 %. Комплексометрические определения содержания катионов и анионов в водной вытяжке основаны на использовании в качестве титрованных растворов органических реактивов — комплексонов, способных образовывать с ионами металлов прочные внутрикомплексные соединения (Аринушкина, 1963, 1970). Комплексометрическим методом было определено содержание в водной вытяжке почв катионов Са2+, Mg2+, Na2+, К+ и анионов С03", НСОэ", so42". Определение Са и Mg основано на свойстве трилона Б извлекать ионы металлов из их окрашенных растворимых комплексов с металлиндикаторами — красителем хромогеном черным (эриохром черный). Поскольку кальций образует с трилоном более прочный комплекс, чем магний, трилон извлекает из красителя в первую очередь ион кальция, а затем ион магния. Когда все ионы магния извлекаются из комплекса с хромогеном черным, окраска раствора меняется. Чтобы изменение окраски происходило в щелочной среде (рН=10,0), в раствор вводят хлоридно-аммиачный буфер. Выявление кальция основано на свойстве трилона Б извлекать его из растворимого окрашенного комплекса с мурексидом, в результате чего розовая окраска изменяется в фиолетовую. Разрушение комплекса мурексида с кальцием происходит при величине рН не менее 12, поэтому в испытуемый раствор вводят сильный щелочной буфер. Концентрация ионов магния вычисляется по разности: из количества трилона Б, пошедшего на титрование суммы кальция и магния, вычитают количество трилона Б, пошедшего на титрование кальция. Сумму Na2+ + К+ определяют по разности между суммой анионов и суммой Са2+ + Mg2+. Ионы SO4" осаждают титрованным раствором ВаСЬ и избыток ионов бария оттитровывают трилоном Б по хромогену черному. Титрование ведут в присутствии ионов магния. Изменение окраски происходит, когда трилон извлечет из комплекса хромогена с магнием весь магний, что служит показателем полного взаимодействия трилона с ионами бария. Метод определения обменных кальция и магния основан на их вытеснении 0,1 н раствором хлорида натрия. Содержание СОг карбонатов увеличивается вниз по почвенному профилю и достигает 10 % и выше. Для разрушения карбонатов пользуются соляной ф кислотой. Определение углекислоты почвенных карбонатов позволяет установить степень карбонатности почв. Накопление гумуса в почве обусловлено развитием высших и низших растений и является характерной величиной для каждого типа почв, а также служит важным фактором ее плодородия. Определение углерода по методу И.В. Тюрина (Аринушкина, 1962, 1970) основано на учете бихромата, 0 расходуемого на окисление углерода почвы. Окисление происходит в сильнокислой среде и сопровождается восстановлением шестивалентного хрома в трехвалентный. Избыток бихромата, оставшегося в растворе после окисления перегноя, учитывают титрованием солью Мора. По разности мг-экв окислителя до и после окисления определяют содержание органического углерода в почве. Азот входит в состав гумусовых веществ в почве и является важнейшим элементом питания растений. Определение общего азота методом Кьейльдаля в разложении органических веществ почвы позволяет концентрированной серной кислотой, в результате чего азот высвобождается и задерживается в виде сернокислого аммония. Перенося затем раствор в отгонную колбу и нейтрализуя кислоту щелочью, вытесняют ион аммония с образованием свободной гидроокиси NH4OH, которая нагреванием разлагается до аммиака и воды. Аммиак отгоняют в приемник с титрованной кислотой, где он поглощается этой кислотой с образованием сульфата аммония. Аммиак определяется по избытку кислоты в приемнике.
Общая характеристика почв Байкальской Сибири
Почвы Байкальской Сибири вследствие специфических условий их формирования, особенностей состава горных пород, жестких климатических условий и горного характера рельефа отличаются особым своеобразием (Горбачев, 1978;Горшенин, 1948; Мартынов, 1965; Пешкова, 1985).
В пределах Байкальской Сибири выделяется три главных пояса: степной, таежный и высокогорный. Учитывая, что район исследования располагается в двух поясах — таежном и высокогорном, кратко охарактеризуем каждый из них.
Почвенный покров территории исследования изучался довольно много, однако характеристика, касающаяся генезиса почв, процессов, протекающих в почве, в настоящее время либо отсутствует, либо довольно неполная. Исследования почв Байкальской Сибири проводились в разные годы рядом авторов (Горбачев, 1978; Корзун, 1960; Кузьмин, 1988; Мартынов, 1965; Макеев, 1949; 1954; Николаев, 1949; Ногина, 1956; 1957; Преображенский, 1962; Рыжов и др., 2000; Соколова, Соколов, 1964; Уфимцева, 1963). Так, Б.Ф. Петров обследовал почвы западной части Восточного Саяна, В.П. Мартынов (1965) — Тункинского и Баргузинского хребтов, а В.Н. Горбачев (1978) — центральной части Восточного Саяна. О почвах Станового нагорья, несмотря на ряд публикаций (Ногина, 1956, 1957; Мартынов, 1965; Преображенский, 1962; Соколов, Соколова, 1964; Уфимцева, 1963), также известно очень мало, поэтому их характеристика носит общий характер.
На границе с нивальным поясом, где преобладает физическое выветривание, на скально-каменистых грунтах и каменных россыпях в высокогорном поясе формируются примитивные горно-тундровые гольцово-дерновые почвы или горные аркто-тундровые (Мартынов, 1965). Характерной особенностью данных почв является преобладание на поверхности крупнокаменистого материала, в промежутках которого скапливается мелкозем. Данный тип почв распространен в пределах Восточного Саяна. Большая часть высокогорий занята вполне развитыми горно-тундровыми гольцово-дерновыми почвами. Они формируются под лишайниковыми, кустарничковыми и дриадовыми тундрами и характеризуются четко выраженным гумусовым горизонтом (10-15 см). В.П. Мартынов (1965) расчленяет горно-тундровые почвы на два ряда: мерзлотный и немерзлотный. Почвы мерзлотного ряда характерны для северных горных районов Байкальской Сибири, в частности для хребтов Станового нагорья, где мерзлота широко распространена и имеет большую мощность. Почвы немерзлотного ряда более разнообразны. Они развиваются в местах отсутствия многолетней мерзлоты и наличия мощного снежного покрова. Обычно в условиях периодического переувлажнения формируются горно-тундровые дерново-перегнойно-глеевые почвы. Они приурочены к подножиям северных склонов и имеют легкий механический состав из-за присутствия в профиле мелкообломочного материала и песчаных фракций.
Выходы карбонатных пород в гольцовом поясе способствуют формированию горно-тундровых перегнойно-карбонатных почв. Горнолуговые почвы развиваются под луговыми сообществами, встречающимися в горах Восточного Саяна. Здесь выделяются тундрово-луговые почвы, которые по своим свойствам близки к тундрово-перегнойно-глеевым.
К нижней части высокогорий, с характерными для нее рединами и выделяемая как подгольцовый пояс, приурочены мерзлотно-таежные поверхностно-ожелезненные почвы (Ногина, 1964).
Почвы таежного пояса имеют в Байкальской Сибири очень широкое распространение. По данным Н.А. Ногиной (1964), для лесных пространств характерны следующие типы почв: подзолистые, дерново-карбонатные, дерново-таежные, горные мерзлотно-таежные ожелезненные, серые лесные, мерзлотно-лугово-лесные, луговые и др. Дерново-подзолистые почвы свойственны предгорьям Восточного Саяна. Дерново-карбонатные почвы формируются на карбонатных песчаниках и известниках, они имеют своеобразный коричневый цвет, на основании чего И.В. Николаев (1949) выделяет их как коричневые оподзоленные. Различают типичные, выщелоченные и оподзоленные дерново-карбонатные почвы. Для них характерно высокое содержание гумуса и резкое уменьшение его с глубиной.
Горные мерзлотно-таежные ожелезненные почвы широко распространены на территории Восточного Саяна под горными лиственничными и кедрово-лиственничными лесами и редколесьями. Характерные черты данного типа почв - наличие криогенных явлений, высокое содержание железа в профиле почвы, содержание высокоподвижных форм фосфора.
Мерзлотные лугово-лесные почвы близки к серым лесным и формируются обычно под ерниковыми и ивовыми зарослями. Характерным для этих почв является довольно близкое залегание к поверхности уровня грунтовых вод (3-5 м), близкие по составу почвообразующие породы и гумусированность верхних горизонтов.
Болотные почвы весьма разнообразны, но изучены недостаточно по сравнению с другими типами почв. Все они развиваются в условиях избыточного увлажнения по долинам и днищам межгорных котловин. Почвы имеют хорошо развитый торфянистый или глеевый горизонт, богаты органическим веществом в верхней части профиля.
Луговые почвы приурочены, как правило, к долинам крупных и мелких рек, падям. В нижней части профиля в течение всего лета сохраняется сезонная или многолетняя мерзлота. По своему генезису их следует отнести к числу лугово-мерзлотных.
Универсальной для всей территории Байкальской Сибири классификации горных почв не существует из-за недостаточной разработки принципов классификации этих почв, требующей коллективного подхода (Иванова, Розонов, 1958).
И.Н. Герасимов (1948) при изучении подобных почв делает обобщения, что горные территории в большей степени, чем равнинные, являются местами распространения целого ряда очень своеобразных, эндемичных почвенных типов (горные мерзлотные, горные таежные, горные перегнойные и др.); автономные почвы горных почв широко развиты во всех горных странах и имеют также почвенные типы с большим ареалом географического распространения, захватывающие горные и равнинные территории.
Особенности структуры альгогруппировок почвенных водорослей разных минеральных источников
Об этом свидетельствуют результаты обработки илистой фракции перекисью водорода. В целом в механическом составе мелкозема горно-тундровых перегнойных почв преобладают фракции песка и крупной пыли, что, в свою очередь, говорит о том, что в формировании профиля этих почв большое участие принимает процесс физического выветривания. Почвы содержат большое количество грубого гумуса, особенно в верхней части почвенного профиля. Реакция среды очень кислая, рН солевая в органогенных горизонтах не выходит за пределы 3,0 - 3,7. Вниз по профилю значения рН увеличиваются (Горбачев, 1978). Наименее кислыми являются почвы, которые развивались на субстратах, содержащих в себе обломки основных пород, где нижняя часть профиля характеризуется слабокислой реакцией. Величины гидролитической и обменной кислотности очень высокие, особенно в перегнойных горизонтах. Следует отметить, что органогенные горизонты, в отличие от минеральных, характеризуются наибольшим содержанием обменного алюминия. Содержание водорода, по Соколову, незначительное: 0,1 - 2,1 мг-экв/100 г почвы. Но величины обменного водорода, определяемого методом Гедройца, очень высокие и резко снижаются при переходе к минеральным горизонтам. Наиболее насыщены обменным водородом собственные перегнойные горизонты: 31,6 - 45,0 мг-экв на 100 г почвы. Содержание обменных катионов кальция и магния мало: 0,4 - 5,2 мг-экв на 100 г почвы. И только в подстилке увеличиваются и составляют 7,6 мг-экв/ 100 г. Большое количество водорода и малое количество кальция и магния приводит к очень высокой степени насыщенности основаниями - 85 - 93 % в перегнойных горизонтах. Для горнотундровых перегнойных почв характерно значительное накопление подвижного железа, в перегнойных горизонтах 27 — 30 % валового. Вниз по профилю содержание железа падает. Это свидетельствует об отсутствии в описываемых почвах иллювиального процесса. Валовой химический анализ горно-тундровых перегнойных почв не указывает на наличие каких-либо четких закономерностей в поведении окислов по профилю. При этом количественное содержание окислов и соотношение между собой колеблются в широких пределах. Обращает на себя внимание повышенное значение полуторных окислов, кальция и магния и пониженное кремнезема, причем в некоторых разрезах содержание магния превышает содержание кальция. Это связано, с одной стороны, с присутствием в профиле почв обломков пород разного петрографического состава, с другой — с выносом кремнезема и относительным накоплением полуторных окислов. При этом магний как менее подвижный по сравнению с кальцием элемент накапливается в профиле. Об относительном накоплении полуторных окислов в профиле свидетельствует узкое молекулярное отношение кремния к общему количеству полуторных окислов. Повышенные величины кремния в верхних горизонтах связаны не с развитием подзолообразовательного процесса, а с недостаточностью материнской породы (Горбачев, 1978).
На вершинах хребтов и скалах встречаются горно-тундровые дерновые почвы. Они приурочены к хорошо дренированным участкам и развиваются в условиях отсутствия мерзлотных явлений, т.е. при наличии достаточно большого снежного покрова в зимний период. Вследствие легкого механического состава и положения этих почв в верхней части горнотундрового пояса они постоянно подвергаются действию эрозионных процессов, в силу чего верхний горизонт часто имеет небольшую мощность.
В условиях повышенного увлажнения, ухудшенного дренажа и при наличии длительной сезонной или многолетней мерзлоты развиваются горнотундровые торфяные и переходные к ним перегнойно-торфяные и торфяно-перегнойные почвы. Они характеризуются наличием довольно значительного по мощности торфяного горизонта, нередко достигающего мощности 100 см и более. В переходных почвах кроме торфянистого горизонта обязательно присутствует перегнойный горизонт. Иногда встречаются почвы, у которых очень трудно отделить два этих горизонта, в таком случае выделяется один перегнойно-торфяный или торфяно-перегнойный в зависимости от того, какая форма органического материала преобладает.
Почвы Станового нагорья формируются на кислых кристаллических и метаморфических породах, а в юго-восточной части — на бескарбонатных песчаниках, крупнозернистых аллювиальных песках, эоловых песках, элювии и делювии коренных отложений (рис.9).
Высокогорные почвы Станового нагорья В.П. Мартынов (1965) относит к классу арктических и тундровых. Прослеживается два ряда типов почв: мерзлотный и немерзлотный. По почвенно-географическому районированию (Атлас..., 1962; Почвенная карта..., 1988) территория относится к Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной почвенно-биоклиматической области, включающей почвенные округа Байкало-Патомской горно-таежной и горнотундровой провинции: 1) Байкало-Патомский нагорный горных мерзлотно-таежных, горных мерзлотно-таежных оподзоленных и горных мерзлотно-таежных поверхностно-промерзающих почв; 2) Делюн-Уранский высокогорный горных мерзлотно-таежных поверхностно-ожелезненных, горных дерново-перегнойно-карбонатных мерзлотных и горно-тундровых перегнойных почв. Для территории характерно распространение горных почв: мерзлотно-таежных оподзоленных, мерзлотно-таежных (подзолистых, Al-Fe-гумусовых, подзолистых иллювиально-гумусовых железистых); мерзлотно-таежных (подбуры, криоземы, предподзолистые); мерзлотно-таежных заболоченных; тундровых перегнойных (подбуры, темные тундровые); дерново-карбонатных оподзоленных; дерново-перегнойно-карбонатных.
