ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА, вечномёрзлое состояние почвогрунтов, оттаивающих лишь на поверхности на короткое время в летний период.

В СССР В. м. распространена на площади около 10,5 млн. км², преимущественно на С. и В. страны - в тундре, лесотундре и лесолуговой зоне. В пределах последней В. м. распространена преимущественно в подзоне таёжных хвойных лесов; однако на С.-В. и в Приамурье она встречается в подзоне хвойно-широколиственных лесов. К Ю. от Улан-Удэ В. м. внедряется в лесостепную зону. В центр, части Якутии, на Лено-Вилюйской равнине, В. м. встречается не только под лесами, но и под луговыми степями. Наиболее юж. пункты распространения В. м. приурочены к высокогорным р-нам вост. Памира и центр. Тянь-Шаня. На крайнем С. (см. карту, рис. 1) распространение В. м. имеет сплошной характер. Южнее, на фоне В. м., встречаются о-ва талого грунта. У границ области В. м. последняя носит островной характер (среди талого грунта), местами встречаясь лишь в буграх торфяных болот.

Мощность вечномёрзлых грунтов достигает десятков и даже сотен м (св. 500 м у берегов моря Лаптевых, св. 200 м в центр. Якутии, 50 - 70 м в вост. части Читинской обл.); в более юж. р-нах она составляет 50 - 30 м и менее, а местами всего лишь 2 - 1 м, и у юж. границ выклинивается.

За пределами СССР вечная мерзлота распространена в сев. частях Монгольской Народной Республики и Манчжурии, на Аляске, в Канаде, в Гренландии и в Антарктике. Темп-pa в толще вечномёрзлых грунтов непостоянна в течение года и может колебаться в отдельных р-нах от 0 до - 25°.

В оттаивающем летом т. н. деятельном (почвенном) слое изменения темп-ры на протяжении года значительно большие. Они сопровождаются интенсивным перемещением влаги, а с ней и твёрдых частиц.

Регулируя водный режим и температурные условия деятельного слоя, можно изменять его мощность. В природных условиях выявлены след. примерные величины мощности деятельного слоя (в м):

Увеличение для с.-х. целей деятельного слоя, за счёт слоев вечномёрзлого грунта, достигается осушением избыточно увлажнённых мест, уничтожением торфяно-мохового покрова, уменьшением затенённости в летнее время, снегозадержанием. При этом надо иметь в виду, что слои вечномёрзлого грунта нередко содержат много льда. Этот лёд встречается как в виде мелких прослоек и линз (рис. 2), так и мощными пластами в 10 - 20 и до 50 м, В центр, Якутии, напр., ледяные толщи на больших пространствах существуют со времён оледенения, на что указывают находки сохранившихся здесь в замёрзшем виде давно вымерших ж-ных, как мамонт, волосатый носорог и др.

Увеличение деятельного слоя до глубин ледяных слоев вызывает таяние льда, грунт при этом разжижается и оседает (просадки и провалы почвы), нередко с образованием озёр, иногда большой глубины; такие озёра особенно распространены в Якутии; нек-рые из них возникли в результате раскорчёвок и распашек целины, другие - после лесных пожаров и палов.

При отводе земель под с.-х. освоение и при землеустройстве в обл. В. м. надо производить разведку на ископаемый лёд (бурением и шурфованием).

Только в деятельном слое происходят почвенные процессы. При этом под влиянием вечномёрзлого грунта складываются свои особенности в водном, тепловом и др. режимах почв, различные, однако, в разных р-нах области вечной мерзлоты.

Вследствие того что вечномёрзлые грунты (при достаточной льдистости) водонепроницаемы, происходит задержка влаги в деятельном (почвенном) слое и его переувлажнение. Практически переувлажнённые почвы встречаются там, где количество осадков значительно превышает испаряемость, это - прежде всего тундровая и лесотундровая зоны и отчасти таёжная зона, где испарение с поверхности почвы, под влиянием густого лесного покрова, снижается. Переувлажнение наблюдается также в ложбинах и речных долинах, покрытых травянистой растительностью, но здесь, если воды проточные, уровень В. м. понижается. В более юж. р-нах (центр. Якутия, Иркутская обл., Бурят-Монголия и др.) почвогрунты переувлажнены только в различного рода понижениях; в др. местах, особенно же на повышенных, дренированных участках, с.-х. р-ния чаще страдают от недостатка влаги в почве. Здесь В. м. при капиллярном увлажнении почвы летом, в известной мере, противодействует засухе (кроме песчаных почв, где капиллярное поднятие воды слабое или отсутствует). На водный режим почвы в области В. м. оказывает влияние и передвижение влаги в парообразной и жидкой фазе. Последняя, по новейшим данным, сохраняется даже при значительных отрицательных темп-pax (так наз. "незамерзающая вода"). Летом передвижение влаги происходит от поверхности вглубь к мёрзлому грунту, где она конденсируется в непосредственно прилегающем к нему слое, а зимой - к поверхностному замёрзшему слою. В зависимости от указанных явлений водный режим почвы может складываться по-разному: положительно (ослабление засухи) или отрицательно (образование сухой прослойки в корнеобитаемой зоне, периодическая избыточная увлажнённость почвы).

Рис. 1. Область вечной мерзлоты в СССР

Рис 2. Разрез суглинистого вечномёрзлого грунта. Видны прослойки льда

На почвах, находящихся в переувлажнённом состоянии, замерзание и оттаивание способствуют разрушению их структурных элементов, вследствие чего такие почвы склонны к быстрой слёживаемости, уплотнению и образованию корки.

Деятельный слой почвогрунтов области В. м. при промерзании увеличивается в объёме, пучится (вода, переходя в лёд, расширяется). Вследствие неравномерности промерзания вода и даже мелкозём нижних частей деятельного слоя, под давлением, выпирают в более слабых местах, способствуя образованию бугров. Выс. бугров за год достигает нередко неск. м, а за ряд лет бугры (булгунняхи) вырастают в неск. десятков м. В местах, где на поверхность прорываются речные, грунтовые и глубинные воды, за зиму образуются наледи (тарыны), т. е. ледяные поля и бугры. Т. к. мелкие реки и озёра в обл. В. м., как правило, промерзают, то, определяя по наледях места прорыва глубинных вод, используют их и как источники водоснабжения. Наледи могут занимать десятки и сотни квадратных км (наледи Якутии). Крупные наледи вызывают гибель леса, задерживают начало вегетации растительности и т. д.

Вечномёрзлый грунт, препятствуя прогреванию почвы, снижает темп-ру корнеобитаемого слоя. В этих условиях ослабляется микробиологическая деятельность в почве, подавляются процессы нитрификации и аэробной фиксации азота, широко развиваются процессы денитрификации. Такой режим в почвах особенно выражен в зоне тундры, вследствие, гл. обр., низкой темп-ры и слабой аэрации сильно увлажнённых здесь почв.

Мелиорация тундровых почв, в основном, заключается в их осушении. В первую очередь осваиваются почвы легко водопроницаемые на лёгких суглинках, супесях и песках. Вечномёрзлый грунт залегает здесь глубже и водно-воздушный режим благоприятнее, чем на почвах более тяжёлых по механическому составу. Следует, наряду с этим, выбирать для с.-х. культур места, защищенные от холодных ветров в период вегетации и глубоко заносимые снегом (в тундре и лесотундре - обычно в речных долинах и озёрных котловинах). На тундровых почвах лёгкого механического состава (вследствие бедности их элементами пищи р-ний и незначительной ёмкости обмена) требуется внесение в больших количествах удобрений, а учитывая слабую биохимическую активность этих почв, надо вносить хорошо подготовленный, разложившийся навоз. Наилучшие результаты достигаются при совместном внесении навоза и минеральных удобрений. Почвы лесотундры и сев. редколесья, значительно оподзоленные и часто заболоченные, требуют, кроме того, внесения извести.

Основные культуры в тундровой и лесотундровой зонах В. м. - картофель и овощи.

В лесных таёжных р-нах обл. В. м. ассортимент возделываемых р-ний более разнообразен: от картофеля и овощей до зерновых - ячмень, овёс, рожь, пшеница.

В таёжной зоне на минеральных, незаболоченных или слабозаболоченных почвах вечномёрзлые грунты залегают достаточно глубоко. Простая вырубка леса, удаление растительного покрова, распашка и т. д. улучшают водно-воздушный и тепловой режимы этих почв. Всё же микробиологическая деятельность в них угнетена, и запасы элементов минерального питания небольшие. Обычно на 2-й год после распашки урожаи бывают высокие, но затем, в течение 1 - 2 лет, резко падают, в связи с чем на этих почвах, вскоре после их освоения, требуется внесение удобрений - органических (в первую очередь навоза) в самостоятельном виде или совместно с минеральными. На торфяных и торфяно-глеевых почвах вечномёрзлые грунты залегают обычно весьма неглубоко (40 - 50 см). Эти почвы, как правило, не используются для с.-х. культур, но они обладают высоким потенциальным плодородием. Осушение и выжигание мохового покрова при их освоении сильно снижают уровень В. м., почвы быстро окультуриваются и дают высокие урожаи.

Иные условия для с. х-ва в центр. части Якутии, с её резко континентальным и засушливым климатом (годовое количество осадков 194 - 235 мм); здесь В. м., обусловливающая медленное и постепенное расходование влаги, благоприятно влияет на водный режим почв. Для повышения плодородия наиболее распространённых здесь таёжных малогумусных солонцеватых и осолоделых почв рекомендуется применять в первую очередь органические удобрения - навоз, зелёное удобрение и создание глубокого пахотного слоя на фоне травопольной системы земледелия. Для лугово-чернозёмных солонцеватых и солончаковатых почв целесообразно применять орошение (в т. ч. предзимнее), в нек-рых случаях гипсование, внесение органических удобрений и т. д. Большой эффект могут дать защитные лесные посадки.

При правильной агротехнике в обл. В. м. получают достаточно высокие урожаи овощей и зерновых культур. Так, в приполярных р-нах (Нарьян-Мар, Сале-Хард, Игарка и др.) систематически собирают высокие урожаи овощей и картофеля. В Якутии и Вост. Сибири с успехом культивируют зерновые хлеба, в частности, яровую пшеницу, урожаи к-рой в отдельные годы превышают 30 ^ц/_га.

Углублённое изучение В. м. начато недавно. Мерзлотоведение как наука сформировалось, гл. обр., усилиями сов. учёных. Центром н.-и. работ по В. м. в СССР является Ин-т мерзлотоведения им. В. А. Обручева Академии наук СССР (Москва).

Ю. Ливеровский, В. Тумель

Литература: Ливеровский Ю., Почвы тундрово-болотной полосы в связи с земледелием на севере, М.-Л., 1937; Лукашёв К., Область вечной мерзлоты как особая физико-географическая и строительная область, Л., 1938; Общее мерзлотоведение, М.-Л., 1940; Сумгин М., Вечная мерзлота почвы в пределах СССР, 2 изд., М.-Л., 1937; его же, Область вечной мерзлоты, Л.-М., 1940; Сумгин М. и Демчинский Б., Завоевание севера (в области вечной мерзлоты), М.-Л., 1938; Цыплёнкин Е., Вечная мерзлота и её агрономическое значение, "Труды Института мерзлотоведения", т. IV, М.-Л., 1944; Цытович Н. и Сумгин М., Основания механики мёрзлых грунтов, М.-Л., 1937.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А - Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620