Почвы Каменной степи (стр. 3 из 9)
Почти вся территория стационара принадлежит бассейну балки Озерки, впадающей справа в реку Чиглу, с общим направлением стока к северо-западу и западу. Бассейну балки Таловой, проходящей восточнее, принадлежит около 10% всей площади с уклоном поверхности ее в восточном — юго-восточном направлении.
При абсолютной отметке тальвега в балке Таловой у поселка Львов около 135 м максимальная разность отметок, или энергия рельефа, на этом участке достигает 60 м, что дает средний уклон около 0,024. В балке Озерки эта разность равна всего 30 м. При той же длине тальвега ее от вершины до пруда №11 у границы стационара средний уклон будет равен всего 0,012. Еще меньший средний уклон (0,007) наблюдается в пределах всего бассейна балки Озерки.
Вся эрозионная сеть на описываемой территории представлена неглубокими плоскими, ложбинами бассейна балок Таловая и Озерки пологими и одернованными склонами, в отдельных местах поросшими лесом. Еще более выровненной местность кажется в связи с наличием здесь большого количества прудов, особенно в балке Озерки.
Наиболее четко в рельефе выражена балка Таловая. Если в верхней части эта балка имеет сравнительно пологие склоны, то в средней и нижней частях она представляет собой эрозионную долину с ассиметричными склонами и достаточно четко выраженными террасами: поймой, первой и второй надпойменными террасами. Пойма имеет высоту 1,5-2 м. Первая надпойменная терраса поднимается до 3-5 м, вторая – до 12-15 м, а в местах надстройки ее делювиальными наносами она поднимается до более высоких отметок.
На территорию лесного оазиса выходит всего несколько балок, впадающих слева в балку Таловую, в том числе балки Хорольская и Южно-Хорольская. Эти балки более плоские по сравнению с основным руслом, имеют пологие и одернованные склоны, иногда поросшие лесом. Эрозионные процессы в них слабо развиты.
Более сложную эрозионную систему представляет бассейн балки Озерки, верхняя часть которого целиком лежит в пределах описываемой территории. Балка Озерки начинается небольшими, мало выделяющимися в рельефе отвершками, берущими начало на водораздельном плато. Эти отвершки, соединяясь у Рогатого пруда, дают начало собственно балке Озерки, которая, делая несколько крупных излучин, идет на запад до впадения в реку Чиглу близ села Орловки. На всем своем протяжении балка принимает ряд притоков, в том числе наиболее крупные из них: балку Осиновую слева и балку Красную справа. На всем своем протяжении балка Озерки и ее притоки имеют неширокое плоское дно, местами прорезанное современным руслом, пологие одернованные склоны, иногда с четко выражений бровкой.
Климат Каменной степи сухой и континентальный, с частыми засухами и суховеями, сейчас ослабленными под воздействием лесных полос. Он характеризуется следующими данными («Преобразование природы в Каменной степи», 1970): средняя температура воздуха самых холодных месяцев – января и февраля соответственно минус 9,4 и 9,7˚, средняя температура самого теплого месяца – июля составляет 20,5˚; сумма средних суточных температур за период выше 10˚ равняется 2622˚; безморозный период длится 149 дней; годовая сумма осадков 414 мм, при этом абсолютно бездождные периоды продолжительностью 20 и более дней за май – август имеют повторяемость 48%; среднее промерзание почвы – 70 см, в особо суровые зимы – до 145 см; средняя высота снежного покрова достигает 20 см. Интересными представляются данные об изменении увлажнения Каменной степи за последние сто лет. На рисунке 2 представлены данные с метеоплощадки на стационаре по количеству среднегодовых осадков. Построенная линейная линия тренда показывает, что за 100 летний срок произошло увеличение величины осадков почти на 70-80 мм в год.
Рисунок 2 – Тренд увлажнения Каменной степи с 1894 по 1991 года
1.5. Гидрогеология четвертичных отложений
При закладке системы мелиорации Каменной степи Особой экспедицией, главной задачей явилось накопление воды в ландшафте, обводнение территории в целях борьбы с засухами. Большинство мероприятий было направленно именно на накопление воды в ландшафте. Поэтому в этом свете наиболее интересными являются подземные воды четвертичных отложений.
Подземные воды в морене
Б. Н. Семихатов и Н. Н. Лущихин дают подробную характеристику водоносности морены на основании новых материалов проведенного ими бурения и рассматривают морену как самостоятельный водоносный горизонт. П. Ф. Бабкин же считал морену основным водоупором для грунтовых вод, залегающих в надморенных отложениях.
Последняя оценка морены как водосодержащей породы наиболее близка к действительности. Вследствие разнообразия литологического состава морены отдельные участки ее тощие, опесчаненные или представленные прослоями и линзами песка, а также нарушенные кротовинами или трещинами, насыщаются водой, проникающей через покровные суглинки с поверхности и образующей местное обводнение морены со степенью обводненности от сухой породы через влажную и очень влажную до водоносной Заметный приток воды в морену из коренных водоносов возможен лишь при очень низком залегании ее на уровне сеноман-альбского водоносного горизонта. Обводненные участки морены то соединяются между собой, то изолированы друг от друга плотными и жирными глинами, преобладающими в морене.
Подземные воды надморенных суглинков
Вода в покровных суглинках удерживается главным образом на водоупорных разностях морены. Редко на пониженных участках территории водоупором служат неогеновые глины или глины харьковского яруса.
Основными водосодержащими породами на водораздельных участках являются бурые и темно-бурые или коричневые надморенные суглинки озерно-болотного и делювиально-солифлюкционного происхождения.
По механическому составу эти суглинки более тонкие, однородные и иловатые, чем морена, являющаяся водоупором для них, поэтому наиболее вероятными путями циркуляции воды в суглинках являются многочисленные широкие трещины, в настоящее время часто выполненные порошковатой углекислой известью, появившейся здесь в результате выпадения ее из раствора в циркулирующей воде. Образование таких трещин могло происходить только в то время, когда эти суглинки залегали непосредственно у поверхности земли, а морозобойные трещины или трещины усыхания проникали на большую глубину.
В зимнее время при наиболее низком положении грунтовых вод зеркало воды описываемого водоносного горизонта почти не выходит из толщи надморенных отложений. Весной же, с подъемом зеркала воды, водою насыщается и вышележащая толща лёссовидных суглинков, причем лёссовидные суглинки становятся водоносными преимущественно в тех местах, где они заполняют понижения в рельефе поверхности аллювиально-озерных надморенных суглинков, или на пологих склонах древних понижений, где они встречаются в разрезах. Таким образом, лёссовидные суглинки водоносными становятся лишь вследствие подтапливания их снизу при наиболее высоком положении зеркала воды весной в связи с общим подъемом уровня грунтовых вод.
Пористость лёссовидных суглинков обеспечивает свободную как вертикальную, так и горизонтальную циркуляцию в них грунтовых вод, хотя и замедленную.
Еще менее обводненными являются суглинки самого верхнего горизонта, залегающие непосредственно под современным горизонтом почвы. Наличие воды в них является редким исключением, при этом вода в них, как и в лёссовидных суглинках, встречается на пониженных участках древнего или современного рельефа в период общего подъема воды весной. Вместе с достаточной пористостью и трещиноватостью суглинки верхнего горизонта сильно перерыты кротовинами, значительно повышающими их водопроницаемость.
В мае в связи с подъемом уровня воды контуры площадей с различными глубинами существенно меняются. Расширяется площадь с глубиной воды до 2 м в балках Озерки и Селекцентровской. Все склоны балок и водораздельные площади переходят в контуры глубиной от 2 до 6 м. Глубины более 6 м сохраняются в виде трех небольших островков в районе первого участка Института земледелия, в верховьях балки Лесной и на водоразделе Хорольской и Южно-Хорольской балок.
Таким образом, весной наблюдается значительное обводнение толщи покровных суглинков за счет зимних и весенних осадков с подъемом зеркала воды до 1-1,5 м (Киссис, 1974).
Питание описываемого водоносного горизонта исключительно местное. Главнейшим источником питания являются вода атмосферных осадков, капельножидкие, поступающие в почву и покровные суглинки непосредственно после их выпадения, и твердые, поступающие в грунты в период таяния их, главным образом весной.
Небольшие уклоны местности, наличие растительного покрова, особенно лесных полос, а также плотины на балках способствуют поступлению в грунты значительного количества осадков.
Водопроницаемость почвы и покровных суглинков обусловливается в первую очередь гранулометрическим составом их, обеспечивающим достаточную для циркуляции грунтовой водой первичную пористость.
Дополнительную проводящую сеть составляют многочисленные поры, главным образом вертикального направления. Образование этих пор в значительной мере связано с развитием корневой системы растения. В пределах лесных полос особая роль в образовании пор принадлежит корневой системе древесной растительности. Полное или частичное заполнение значительной части этих пор, особенно пор мелкого диаметра, порошковатой углекислой известью и железисто-марганцовистыми соединениями, по-видимому, являются результатом циркуляции по ним грунтовых вод.