В противовес гипотезе реликтового происхождения второго гумусового горизонта постепенно оформилась другая точка зрения, согласно которой предполагается, что профиль почв со вторым гумусовым горизонтом является современным образованием. В качестве аргумента декларировалось, что дифференциация почв на разные горизонты есть основной закон формирования почв. Далее предполагали, что гуминовые кислоты способны мигрировать по профилю почвы. Эти и другие аспекты, по мнению В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (Гумус и почвообразования (методы и результаты изучения), 1980), свидетельствуют о современном инфильтрационном происхождении второго гумусового горизонта. По мнению почвоведов, придерживающихся подобных взглядов, аккумуляция гумусовых соединений в низу почвенного профиля происходит благодаря существованию мерзлотных окислительно-восстановительных и кислотно-щелочных барьеров. Наиболее слабым звеном в данной гипотезе является отсутствие убедительных доказательств того, что гуминовые кислоты мигрируют в почвенном профиле. Вместе с этим, в литературе достаточно много свидетельств, указывающих на отсутствие миграции гуминовых кислот с лизиметрическими водами. Однако по нашему мнению, пока нельзя отрицать возможность трансформации фульвокислот в гуминовые кислоты на тех же почвенно-геохимических барьерах (А.А. Шпедт, О.А. Малашенко, А.В. Арлавичус, 2006).
Зачастую изучаемые почвы, имея в профиле общее специфическое свойство – горизонт Ah, весьма различны по свойствам и генезису. Второй гумусовый горизонт, в разных почвах, также имеет существенные различия. Неодинаковы глубина его залегания от поверхности, мощность, структура, содержание и состав гумуса, химические и физико-химические свойства. Широкий разброс основных свойств почв позволяет говорить о различной природе образования второго гумусового горизонта. Отсутствие общепринятого мнения о механизмах образования сложного гумусового профиля почв указывает на недостаточную изученность вопроса.
Отмечают приуроченность таких почв к плакорам и склонам, причем наибольшее развитие второй гумусовый горизонт достигает в средних и нижних частях склонов. Зачастую указывается на то, что степень выраженности второго гумусового горизонта ясно следует за малейшими изменениями рельефа.
Формирование второго гумусового горизонта проходило не в условиях степи, а в условиях леса и лесостепи. В целом исследуемый профиль почвы является молодым образованием, развитие которого протекало в Субатлантический период голоценоза.
Вполне возможно, что первопричиной эрозии стала деятельность человека. Как известно, строительство Красноярского острога и первые распашки земель относятся к 1628 году. Вероятнее всего, уже в середине 16-го века верхняя часть склона и прилегающее к нему плато использовались, сначала как лесозаготовительный участок, а затем как пашня. Косвенным фактом деятельности человека является наличие в образцах, взятых из горизонта А1, В1 и верхней части - Ah, обугленных растительных остатков. Сведение леса, распашка земли привели к небывалой раннее эрозии, смыву и размыву почв и пород, накоплению над гумусовым горизонтом агроделювия, на котором позднее, в течение трех столетий, формировался гумусовый горизонт. Учитывая значительную крутизну склона, все названные процессы протекали очень интенсивно.
История развития почв со вторым гумусовым горизонтом в Красноярской лесостепи тесно связана с формированием ландшафта и влиянием такого фактора почвообразования, как производственная деятельность человека (А.А. Шпедт, О.А. Малашенко, А.В. Арлавичус, 2006).
1.4. Преобразование серых лесных почв при антропогенном воздействии
Под влиянием распашки происходит разрушение структуры. В целинных почвах преобладают агрегаты от 7 до 2 мм, в пахотных больше мелких (от 2 до 0.5 мм). Процесс крошения, перемешивания при механической обработке приводит к увеличению содержания микроагрегатов. Однако, структура, возникшая в результате такого воздействия, отличается малой водопрочностью. Большая ее часть разрушается в период осеннее-весеннего переувлажнения почвы. Часть агрегатов, образованных обработкой, под влиянием гумусовых веществ эволюционирует в стабильно прочную структуру. В данном случае механическая обработка оказывает двоякое действие, снижая прочность структуры и способствуя минерализации гумусовых веществ, в то же время, создавая лучшие условия для развития корневой системы растений. При этом образуются перегнойные вещества, мицелий и слизистые продукты жизнедеятельности микроорганизмов, повышающие прочность структуры.
Как показали исследования, вовлечение серых лесных почв в пашню резко нарушает дифференциацию на генетические горизонты, особенно в верхней части профиля. Происходит перемешивание аккумулятивно-элювиальных горизонтов и подпахивание нижележащих иллювиальных. В результате образуется качественно новый горизонт – пахотный слой. На пашне структура из ореховатой переходит в комковато-творожистую с признаками пылеватости. Более продолжительное освоение почв уплотняет и пахотный слой, что связано с тяжелым гранулометрическим составом серых лесных почв, со склонностью их к распылению, уплотнению быстрому заиливанию и заплыванию.
При раскорчевке и распашке, стаскивании комлей некоторая часть органического вещества целинных почв теряется. Отмечается более энергичная минерализация органического вещества, резкое усиление процессов нитрификации, нарушается пространственная однородность в распределении гумуса, особенно в почвах молодых раскорчевок (2 – 3 года). Наблюдается также снос коллоидных частиц и гумусовых веществ с открытой поверхности распаханных участков, даже при слабой выраженности эрозийных процессов.
По сумме водопрочных агрегатов на первом месте стоят целинные варианты почв (55,1 – 56,3%), снижаясь в распаханных до 34,0 – 35,6%.
Ухудшение агрофизических свойств освоенных серых лесных почв связано не только с их генетическими особенностями, но и с систематическим нарушением агротехнических приемов обработки (отсутствием периодического почвоуглубления, мелкой некачественной вспашки и т.д.).
Для распаханных серых лесных почв по сравнению с целинными под лесом характерна более высокая насыщенность основаниями и пониженная потенциальная кислотность.
Таким образом, резкая смена экологической обстановки на раскорчеванных и освоенных серых лесных Красноярской лесостепи приводит к ослаблению дерново-аккумулятивного процесса, снижению активности процесса оподзоливания и ухудшению ряда показателей почвенного плодородия.
Изучение влияния на серые лесные почвы южной части Средней Сибири двух равнонаправленных процессов смены экологических факторов показало высокую чувствительность этих почв к антропогенным воздействиям, быструю реакцию целого комплекса свойств и признаков на изменившиеся условия среды. Это является свидетельством слабой устойчивости и стабильности изученных экосистем, что ведет или может привести к экологическому риску (О.А. Сорокина, 2006).
2. Экологические условия почвообразования Красноярской лесостепи
Месторасположение и рельеф. Территория Красноярской лесостепи находится на юго-восточной окраине Западно-Сибирской равнины в пределах Чулымо-Енисейского денудационного плато. Полого увалистая равнина, наклоненная к северо-западу, окаймлена с запада Кемчугским поднятием, с юга отрогами Восточных Саян и с востока Енисейским кряжем. Формирование рельефа на этой площади связано преимущественно с экзогенными процессами (плоскостная денудация, водно-эрозионные, термокарстовые, эоловые и др. явления) (Биологическая активность и азотный режим почв Красноярской лесостепи, 1975). Поверхность здесь расчленена на плоские увалы и плосковершинные холмы c абсолютными высотами 160 – 470 м. Падение высоты котловин происходит по мере приближения к их центру (Основы теории почвообразования, 1999). Имеет заметно выраженный микрорельеф. Красноярская лесостепь захватывает в основном бассейн малых притоков среднего течения р. Енисея (Бузим, Верхняя и Нижняя Подъемная) (Э.П. Попова, Я.И. Лубите, 1975).
Породы. Геологическую основу составляют осадочные, изверженные и метаморфические породы, перекрытые чехлом различных четвертичные отложения (Основы теории почвообразования, 1999).Четвертичные осадки залегают на юрских континентальных озерно-речных отложениях. Они представлены древними речными песками с галькой, коричнево-бурыми глинами (с включениями гальки) делювиального происхождения, желто-бурыми лессовидными легкими глинами и тяжелыми суглинками. На террасах Енисея среди поверхностных отложений наиболее распространены лессовидные суглинки и супеси. Террасы притоков Енисея сложены чаще всего суглинками и глинами (Э.П. Попова, Я.И. Лубите, 1975).
Климат. По агроклиматическому районированию территория Красноярской лесостепи относится к умеренному поясу и холодно-умеренному поясу и холодно-умереннному подпоясу, к области достаточного увлажнения (Э.П. Попова, Я.И. Лубите, 1975). Сбалансированное увлажнение на равнинах и по периферии котловин и недостаточное в пониженных частях котловин. Континентальность климата повышается к востоку и центру котловин. В этом направлении количество осадков уменьшается, повышается температура. Средняя годовая температура января колеблется от 0,4 – 0,5º С до –0,5 … -1,5º С. Сумма температур выше 10 градусов С составляет 1600 – 1800º С, а безморозный период – 120 дней. Сумма осадков за год 360 – 460 мм (Ю.И. Ершов, 1999).