Данные почвы распространены в Среднем Поволжье. Этот тип почв очень схож с дерново-подзолистыми, но имеет еще меньшее содержание гумуса. В зоне дерново-подзолистых и подзолистых почв встречаются типичные болотные почвы, к которым относятся торфяно-глеевые и торфяные. Характерным признаком их служит наличие торфяного горизонта, имеющего сравнительно небольшую мощность в торфяно-глеевых почвах и сильно разрастающуюся - до нескольких метров, в торфяниках. Помимо этих почв, значительное распространение имеют подзолисто-болотные почвы, занимающие промежуточное положение между подзолистыми почвами и болотными. Крупные массивы их известны на водоразделе рек Костромы и Унжи, на Северных Увалах, в верховье рек Вятки и Камы. По степени выраженности процессов заболачивания среди них различают дерново-подзолисто-глеевые и торфяно-подзолисто-глеевые почвы. Болотные почвы нельзя рассматривать как бросовые земли, т.к. после осушения они превращаются в плодородные, богатые гумусом и азотом пахотные земли или же - в высокоурожайные луга. [7]
Дерново-подзолистые почвы
Полоса дерново-подзолистых почв занимает всю часть Верхневолжья и северную часть Среднего Поволжья (южнее подзолов). Преобладание атмосферных осадков над испаряемостью в сочетании с лесной растительностью, главным образом хвойными лесами (североевропейские из елей европейской и сибирской с вкраплениями североевропейской сосны), ведет к глубокому промачиванию почв и господству в них процессов выноса. Развитию процессов выноса способствует также состав материнских пород - широкое распространение здесь бескарбонатных моренных суглинков, водноледниковых и речных песков и супесей. Дерново-подзолистые почвы бедны перегноем. Содержание его даже в верхних горизонтах дерново-подзолистых почв (например, в Кировской, Нижегородской областях) не превышает 2,5 - 3,5%. Кроме того, данные почвы обладают неблагоприятными для произрастания сельскохозяйственных растений свойствами: кислой реакцией и непрочной структурой. Распаханные суглинистые разновидности этих почв во влажном состоянии становятся вязкими, а в сухом состоянии могут покрываться коркой. Формирование дерново-подзолистых почв, в отличие, например, от типичных подзолистых, происходит под более осветленным лесом с развитым травяным покровом. По сравнению с типичными подзолистыми почвами, они богаче перегноем и имеют более развитый гумусовый горизонт. Очень разнообразны дерново-подзолистые почвы в отношении механического состава. Наряду с суглинистыми почвами встречаются супесчаные и песчаные. Обширные массивы песчаных дерново-подзолистых почв известны по левому берегу Волги, в бассейне рек Ветлуги, Унжи, Вятки. Песчаные дерново-подзолистые почвы отличаются незначительным содержанием гумуса. Особую разновидность составляют дерново-карбонатные почвы, встречающиеся среди дерново-подзолистых почв небольшими пятнами. Они образуются на карбонатных породах (известняках и мергелях), выходящих местами на дневную поверхность. На фоне более светлых дерново-подзолистых почв дерново-карбонатные выделяются более темной окраской: они богаты гумусом и слабо оподзолены. Присутствие в почве в большом количестве кальция ведет к тому, что поглощающий почвенный комплекс приобретает устойчивость, а образующийся перегной прочно закрепляется в почве. Положительный баланс влаги в полосе дерново-подзолистых почв создает предпосылки для развития процессов заболачивания. [9]
2. Климатические особенности среднего и нижнего Поволжья
Климат Поволжья формируется под влиянием различных причин, которые обычно называют климатическими факторами. Эти факторы подразделяются на космические, планетарные и географические. К числу главных из них можно отнести следующие:
o Географическое положение и количество солнечной энергии, поступающей на земную поверхность;
o Физические свойства воздушных масс, поступающих в Поволжье в системе общей циркуляции атмосферы;
o Местные факторы климатообразования, определяемые в основном характером подстилающей поверхности, изменяющейся под влиянием деятельности человека и особенностями рельефа. [1]
Итак, Поволжье лежит вдалеке от водных просторов Атлантики и Средиземноморья и сравнительно близко к центру огромного материка Евразии. Поэтому климат Поволжья с жарким сухим летом и холодной малоснежной зимой формируется в основном под влиянием континентальных воздушных масс, а влажные морские, идущие с запада, попадают сюда, потеряв по пути над обширными пространствами суши значительную часть своей влаги. Засушливость и континентальность климата нарастают к югу и востоку, что в первую очередь сказывается на уменьшении в этом направлении количества атмосферных осадков. Наиболее увлажняемая часть территории - получает атмосферных осадков 500-600 мм/год. Местами годовая сумма атмосферных осадков превышает 600 мм (северо-восток Кировской области). Южнее, между Казанью и устьем Камы, их выпадает в среднем от 500 до 450 мм/год, а в степной зоне - в Низком Заволжье - от 320 до 280 мм. На юге Нижнего Поволжья - в Прикаспии, количество осадков еще меньше - от 200 до 160 мм. Таким образом, осадки распределяются очень неравномерно и уменьшаются в направлении с северо-запада на юго-восток. [1]
2.1 Характеристика климатаДля Поволжья, как и всего умеренного климатического пояса в целом, характерны 2 основных сезона года - зима и лето и 2 переходных - весна и осень. Обычно они не являются следствием каких-либо самостоятельных факторов формирования климата, хотя и отличаются заметными особенностями в ходе климатических явлений.
Климатические сезоны выделяют по различным признакам; чаще всего исходя из годового хода температуры воздуха, нередко с учетом и других климатических явлений. Принципиальный подход должен исходить не из состояния климатических явлений, характеризующих тот или иной сезон года, а из тех факторов, которые определяют их годовой ход, создавая различные сезоны. При этом затруднение возникает не в установлении числа климатических сезонов года, а в том, что принять за начало и конец сезона. Это потому, что некоторые климатообразующие факторы изменяются в количественном отношении постепенно, непосредственно не создавая резкой границы новых качественных отличий. Поэтому переход от одного сезона к другому чаще всего совершается не в виде резких скачков, а постепенно. [14]
Из общециркуляционных потоков для освещения в данной работе имеют значение те, в годовом ходе которых различаются качественные особенности. Это будут воздушные потоки, связанные с наиболее устойчивыми сезонными барическими системами. В большую часть года (с октября по апрель) территория Поволжья находится под воздействием Азиатского антициклона с центром в Монголии. В июне-августе в Азии высокое давление заменяется низким; в тоже время на западе развивается отрог Азорского максимума, который распространяется в августе и на территорию Поволжья. Летом все Поволжье находится под влиянием главным образом западных течений. То есть, летний климатический сезон можно выделить по преобладанию западных воздушных течений. В оставшуюся часть года (сентябрь-май) важнейшим климатообразующим фактором является Азиатский максимум.
Подстилающая поверхность резко изменяется от теплого к холодному сезону года. В теплый период почва покрыта обычно растительностью, выгорающей во второй его половине в наиболее засушливых районах. В холодный период земная поверхность значительное время покрыта снежным покровом. Наличие сплошного и достаточно устойчивого снежного покрова примем в качестве показателя для выделения зимнего сезона года. В других климатических условиях возможны иные характеристики сезона. Изменяются такие важные физические свойства подстилающей поверхности, как теплоемкость и особенно теплопроводность. Наличие устойчивого снежного покрова связано обычно с соответственно пониженными температурами воздуха. Низкие температуры исключают возможность заметного испарения, конвективных токов, кучевых форм облаков, появляются типичные для зимы слоистые облака. Время установления и схода снежного покрова, как и характер его залегания, в северной части Поволжья отличается от того, что наблюдается на юге. Это объясняется различием климатических условий, точнее особенностями термического режима в холодный период года. В северной части Поволжья (примерно до 50 параллели), снег ложится в конце ноября и сходит в начале апреля; здесь к зимнему сезону следует отнести 4 месяца - декабрь, январь, февраль, март. Для территории южнее 50 параллели типичными зимними месяцами будут январь и февраль. Здесь весной снежный покров зачастую сходит под действием солнечных лучей еще до наступления положительных средних суточных температур воздуха. В северной части таяние снега заканчивается обычно через несколько дней после перехода средних суточных температур через 00. [15]
К весеннему сезону, следует отнести апрель и май; для юга - отчасти и март месяц.
Типичными осенними месяцами будут сентябрь и октябрь, а ноябрь, а для юга и декабрь, трудно отнести к тому или иному сезону; примерно то же можно сказать и о марте для южной части Поволжья.
2.2 Солнечная радиация
По сравнению с другими территориями Европейской части России продолжительность солнечного сияния в году в Поволжье одна из наибольших и хорошо отражены зональные особенности климата.
В лесостепи продолжительность солнечного сияния в среднем от 1780 до 1800 часов/год; в степи - от 1800 до 2100 часов /год, а в полупустыне - 2100-2300 часов. Наряду с этим, продолжительность солнечного сияния в декабре, январе на превышает 25-50 часов в месяц, а летом за месяц - 280-310 часов (в степной зоне), в полупустыне - 340 часов. Количество солнечной энергии зависит от продолжительности дня, высоты Солнца над горизонтом, расстояния от Земли до Солнца, интенсивности солнечного излучения и прозрачности атмосферы. Например, для широты 500 продолжительность дня зимой составляет примерно 8 часов, а летом - 16 часов. Высота Солнца над горизонтом от восхода до полудня составляет лишь 160, а летом возрастает до 640. [3]
Расстояние от Земли до Солнца в течение года изменяется сравнительно мало, в среднем составляя 150 миллионов километров; для этого среднего расстояния обычно и рассчитывают интенсивность излучения Солнца. [3] Положение рассматриваемой территории между 610 и 450с.ш. обеспечивает ей приток солнечного тепла в значительных размерах. Приток солнечного тепла увеличивается с северо-запада на юго-восток. Расход суммы теплового потока неодинаков по природным зонам. В лесостепи и степи тепло расходуется в основном на испарение. По мере продвижения к югу затраты тепла на испарение уменьшаются. В лесостепной зоне затрачивается на испарение 24-30 ккал/см2/год; в степи - 23-24 ккал/см2/год; в сухой степи - 15-21 ккал/см2/год; в полупустыне и пустыне - 11-15 ккал/см2/год, что касается акватории водохранилищ, то здесь на испарение тратится около 60 ккал/см2/год. Расход тепла на испарение меняется не только с севера на юг, но и с запада на восток, т.к. меняется характер климата. [3]
2.3 Циркуляция атмосферы
Непосредственно в Поволжье существуют два вида течений общециркуляционного масштаба: западные потоки, резко выраженные только в верхних слоях атмосферы, и премещения воздушных масс, связанные с подвижными циклонами и антициклонами. Оба течения нередко накладываются друг на друга и получается довольно сложный характер движения воздушных масс; зачастую основной западный поток в нижних слоях атмосферы заменяется северным, восточным, юго-восточным и др. По своему происхождению воздушные массы, поступающие в Поволжье подразделяются на следующие типы: арктический, умеренный, тропический. [11] Кроме того, в каждом типе выделяются континентальные и морские воздушные массы, в зависимости от характера подстилающей поверхности в очаге их формирования. Так, арктический воздух зарождается в центральном полярном бассейне в течение всего года, а зимой и на северном, покрытом снегом побережье Евразии. Континентальный арктический воздух входит в Поволжье с Карского и Баренцева морей и реже со стороны полуострова Таймыр. Морской арктический воздух поступает с северо-запада, из района Гренландия-Шпицберген. Умеренный воздух формируется в средних широтах всего северного полушария. Для континентального умеренного воздуха особо важным очагом является обширный район Азии, охваченный в холодный сезон года Азиатским максимумом давления, отрог которого распространяется далеко на запад в Европу. Морской умеренный воздух зарождается в северной и северо-восточной частях Атлантического океана. [8]
Тропический воздух в Поволжском регионе бывает обычно в теплый сезон года; формируется в субтропической зоне, а летом и непосредственно в южной части Европейской территории России. Континентальный тропический воздух поступает из Малой Азии, Казахстана и Средней Азии или непосредственно возникает на юге Поволжья. Морской тропический воздух чаще всего приходит из Средиземноморских районов или из Атлантики (Азорский максимум давления). [3;18]
Очаги зарождения воздушных масс иногда расположены далеко от Поволжья, поэтому на пути следования они могут менять свои свойства под влиянием местных физико-географических факторов. Континентальный воздух умеренных широт характеризуется низкой влажностью, высокими температурами летом и низкими зимой. Морской воздух умеренных широт - это влажная воздушная масса, относительно теплая зимой и прохладная летом. Зимой появление морского воздуха умеренных широт вызывает оттепель. Значительное распространение, особенно в северной половине Среднего Поволжья, имеет арктический воздух. Приходит он с севера из высоких широт Арктики. Это - холодный, прозрачный воздух, с невысоким содержанием влаги. Наблюдается он во все сезоны года, включая лето. Весной с вторжением арктического воздуха связано явление «возврата холодов», когда после теплой погоды неожиданно наступает резкое похолодание с заморозками. [3] В южной половине Поволжья, включая юг Среднего Поволжья, в летний сезон заметную роль играет континентальный тропический воздух. В отдельные годы при антициклональной погоде формирование континентального тропического воздуха происходит непосредственно на территории Среднего Поволжья (степи Заволжья и отчасти лесостепная зона). Континентальный тропический воздух отличается высокими температурами, сухостью, слабой прозрачностью. Изредка зимой в Среднее Поволжье проникает сильно измененный тропический воздух морского происхождения. Его проникновение отмечается оттепелями и осадками.
На территории Поволжья господствуют циклоны двух фронтов - арктического и полярного. Первый отделяет арктический воздух от воздуха умеренных широт, второй, полярный, фронт возникает на линии раздела воздуха умеренных широт и тропического. В целом, за год циклоны арктического и полярного фронтов наиболее часто повторяются в полосе между 550 и 600 с.ш. Вот почему северная половина Поволжья получает больше атмосферных осадков, чем южная, в которой повторяемость циклонов сильно снижается. [3]
Большое значение в формировании климата Поволжья играет «ось Воейкова» - полоса повышенного в среднем за год атмосферного давления. Эта полоса повышенного атмосферного давления впервые была установлена Александром Ивановичем Воейковым, поэтому и названа его именем. [13] На Восточно-Европейской равнине «ось Воейкова» проходит в направлении от г. Уральска (Казахстан) на Саратов, Харьков, Кишинев. Ее положение близко совпадает с положением северной границы степной зоны. Отчетливее всего «ось Воейкова» выражена зимой, летом она заметна слабее. Ее возникновение обусловлено частым появлением здесь антициклональных областей, которые зимой связаны с Азиатским максимумом, а летом - с Азорским максимумом. Климатообразующей значение «оси Воейкова» заключается в том, что она служит основным ветроразделом на территории Поволжья и всей Восточно-Европейской равнины. К северу от нее зимой преобладают западные и юго-западные ветры, которые приходят со стороны Атлантического океана, поэтому они влажные и теплые. К югу от «оси Воейкова», в степях и полупустынях, зимой дуют ветры с востока и северо-востока, поэтому они сухие и холодные. Летом «ось Воейкова» теряет ветрораздельное значение. К северу и к югу от нее дуют в основном западные влажные ветры, но все равно климатообразующее значение этой полосы сохраняется и летом. Юг лесостепной зоны и степная зона вследствие антициклональных условий редко посещаются циклонами, что ведет к снижению в этих районах количества атмосферных осадков. [13]
2.4 Местные физико-географические факторы влияющие на климат Поволжья
2.4.1 Подстилающая поверхность
Климатическое значение подстилающей поверхности, прежде всего, заключается в том влиянии, которое она оказывает на скорость ветра, температуру, влажность воздуха, перемещающегося или находящегося над данной территорией. Это влияние будет различным в зависимости от характера поверхности.
В 1871 году А.И. Воейков впервые указал на большое значение снежного покрова в формировании климата. В центральных районах Юго-Востока Российской Федерации устойчивый снег лежит 5 месяцев, на юге Астраханской области снега мало и нередко он сходит под влиянием оттепелей, но все же и здесь поверхность земли покрыта снегом около 2-х месяцев. [1]
Климатическая роль снега состоит главным образом в том, что снежный покров отражает большую часть падающей на него солнечной энергии, поглощает весной из воздуха много тепла на таяние и отчасти испарение, зимой предохраняет почву от глубокого промерзания, а весной увлажняет ее при таянии. Снег отражает 70% и более солнечной радиации. Если взять лишь четыре зимних месяца (декабрь - март), в течение которых на большей части Поволжья лежит устойчивый снег, то отражение составит 12,9 ккал/см2 поверхности, при общем количестве поступающего тепла около 18,3 ккал/см2. Поглощаемые в это время 5,4 ккал, не компенсируют отдачу тепла путем длинноволнового излучения, в результате чего зимой происходит выхолаживание воздуха. [4]
В теплый сезон года почва обычно покрыта растительностью, исключение представляют лишь поля весной до всходов с/х культур, пары и зябь, а также пески, солончаки и подобные им земли в Прикаспии. [4]
Леса и болота, встречающиеся на севере, сглаживают крайние колебания температуры и влажности воздуха; безлесные и почти сплошь распаханные степи, наоборот, усиливают континентальность климата. Леса в определенной степени влияют и на увеличение атмосферных осадков. Испаряя много влаги, они увеличивают местный влагооборот. Кроме того, при наличии лесов возрастает шероховатость поверхности, что ведет к усилению турбулентности воздуха, а в конечном итоге - к повышению атмосферных осадков над лесом. Климатическая же роль полезащитных насаждений в основном определяется величиной снижения скорости ветра в межполосных пространствах. Растительность отражает солнечные лучи на 5-10% сильнее, чем оголенная почва, в результате чего температура воздуха над растительностью несколько ниже, чем над почвой. Изменяя подстилающую поверхность можно в некоторой степени воздействовать на климат, преобразовывать его в нужном направлении. Обводнение и облесение лесостепи и степи приведут к возрастанию здесь атмосферных осадков.
2.4.2 Рельеф территории
Особенно влияние рельефа на климат велико при резко выраженном характере рельефа. Горные хребты и в меньшей мере возвышенности в виде гряд представляют собой естественное препятствие для воздушных масс. В Поволжье некоторое подобие в малом масштабе отмечается для отдельных участков Приволжской возвышенности. Защитное действие возвышенности может быть усилено лесными посадками вдоль хребта. Возвышенности и впадины создают изменения в структуре ветра, его направлении и скорости. Перед крупной возвышенностью, после нее и во впадине образуются ветровые завихрения, наиболее интенсивные на подветренном склоне; вихри могут быть как перемещающиеся, так и стационарные. Зимой возможно выдувание снега из глубокой выемки при наличии вихревых движений в самой выемке. Повышенные скорости, в сравнении с ровным местом, отмечаются на вершинах склонов; пониженные скорости - в лощинах, оврагах и в средней и нижней части подветренных склонов. Правобережье к северу от Саратова во многих районах изрезано балками, оврагами и речными долинами, где очень заметны такие местные особенности климатических явлений, как горно-долинные ветры и ветры вдоль долин. Горно-долинные ветры наблюдаются в теплый сезон года и хорошо выражены в ясную погоду. В долине воздух нагревается днем и охлаждается ночью сильнее, чем на холме. Ночному охлаждению в долинах способствует также сток воздуха по склону. Днем ветер дует из долины, а ночью вдоль склона в долину. В долинах вероятность заморозков повышается; большой морозоопасности долин способствует застой воздуха, характерный вообще для закрытых понижений. Ветры вдоль крупных долин можно иллюстрировать примером долины реки Идолга, вытянутой с запада на восток, где во все месяцы года ветер дует с запада на восток и обратно. Подобное влияние рельефа отмечается и в ряде других мест. Возвышенности, благодаря их расчлененности и большой абсолютной высоте, лучше увлажнены по сравнению с низменностями. Например, высокий правый берег Волги у Саратова получает за год осадков больше, чем низкий у Энгельса (на 100 м ниже) на 42 мм (1936-1959). Заметно также влияние возвышенностей на температуру воздуха, особенно в теплое время года, когда они выделяются на фоне низменных равнин падением температуры на 0,50- 10 на каждые 100 м высоты. [6]
