4. Эдафотоп и его материальная основа

Перейдем к рассмотрению второго биогенного компонента биогеоценоза — эдафотопа, представляющего собою вторую составную часть биоценосреды (биотопа). Эдафотоп, по Работнову (1978), как видно,—это совокупность факторов биогенной почвенной среды в границах биогеоценоза, являющейся результатом преобразования почвообитающими живыми существами в определенных климатических и гидрологических условиях в течение определенного времени косной ее части, а именно минеральной основы почвенного слоя и материнской горной породы в пределах верхних горизонтов коры выветривания. Таким образом, материальным субстратом, лежащим в основе формирования эдафотопа как компонента биогеоценоза, являются поверхностные горизонты коры выветривания, представленные почвообразующими материнскими горными породами различного генезиса, и минеральная часть самой почвы.

Кора выветривания—это особое геологическое образование, возникшее в результате глубоких преобразований верхних слоев литосферы под действием агентов атмосферы, гидросферы и отчасти биосферы. Кора выветривания, по утверждению А. И. Перельмана (1974), родственна почве; для нее также свойственны и деятельность микрофлоры, и зональность окислительно-восстановительных процессов, и свой вертикальный профиль различной мощности. Отличие коры выветривания от почвы, по его словам, состоит лишь в отсутствии в ней биогенной аккумуляции химических элементов под влиянием растительности. Мощность коры выветривания варьирует в весьма больших пределах. Так, на поверхности скал магматических горных пород она представлена тонкой пленкой выветривания в 1—2 мм, на тех же породах Северо-западной Европы, освободившейся от ледникового покрова 5—6 тыс. лет тому назад, мощность коры выветривания 10—20 см. Мощность же красноцветной коры выветривания субтропической области Западного Закавказья, по данным В. А. Ковды (1973), достигает 7—10 м, а толща аллитной коры выветривания третичного возраста во влажно-тропических областях Азии и Африки достигает огромной мощности—до 150 м..

В зависимости от продолжительности и истории процесса выветривания поверхности земной коры различаются: а) современные коры выветривания, образовавшиеся в кайнозое,—в четвертичный, третичный периоды и отчасти в верхнем мелу; б) древние (ископаемые) коры выветривания, формирование которых относится к юрскому периоду мезозойской эры, к девону и кембрию палеозойской и даже до палеозоя. Мощность последних колеблется от 60 до 300 м. Древние коры выветривания в геологическом прошлом были при опускании суши погребены осадочными породами последующих периодов, а позднее при поднятии были выведены на поверхность и вскрыты эрозионными процессами, оказавшись, таким образом, субстратом для современного почвообразования.

Выветривание (гипергенез, по А. Е. Ферсману) — это весьма сложный процесс, сопровождающийся разрушением одних горных пород и слагающих их минералов и образованием других пород и минералов. Процессы выветривания различных по своему генезису и минералогическому составу горных пород как в геоисторическом плане, так и в современных условиях протекали и протекают в определенной последовательности и при ведущем значении то одних, то других факторов. По мнению В. А. Ковды (1973), при выветривании магматических горных пород главная роль принадлежит физическим и физико-механическим факторам, а при выветривании более или менее раздробленных метаморфических и осадочных пород—химическим и физико-химическим факторам. С появлением же и дальнейшим развитием жизни на Земле большое значение в процессах выветривания горных пород приобретают также биологические и биохимические факторы. Важно при этом заметить, что определенным этапам или стадиям выветривания горных пород соответствует и образование определенного набора минералов. Так, на первых стадиях физико-химического выветривания, по словам В. А. Ковды, происходит окисление восстановленных соединений железа и марганца; на последующих стадиях образуются под воздействием водорода калий, натрий, кальций, магний и пр. Затем, в результате изменения электровалентных связей, происходит образование растворов и целого ряда аморфных минералов.

В современных условиях, как указывает В. А. Ковда, в зависимости от геоморфологического строения местности и складывающегося при выветривании горных пород в соответствующих формах рельефа баланса веществ, наблюдается формирование следующих типов коры выветривания. I. На равнинных плато, древних плоских водоразделах и древних террасах, в условиях промывного типа баланса веществ, вследствие преобладания процессов выщелачивания и выноса подвижных продуктов выветривания формируются элювиальные (остаточные) коры выветривания. II. На пологих склонах, наклонных делювиальных равнинах, сухих дельтах и конусах выноса в условиях переходного, промежуточного типа баланса веществ, характеризующегося транзитом водных растворов, выпадением части взвешенных и растворенных в них веществ по пути в осадок, засолением и загипсовыванием этих форм рельефа, формируются транзитно-аккумулятивные коры выветривания. III. В малодренированных и бессточных низменностях, депрессиях, нижних надпойменных и пойменных террасах, дельтовых равнинах и высыхающих озерах в условиях накопительного типа баланса веществ, вследствие аккумуляции образовавшихся на месте и поступивших из вышележащих форм рельефа продуктов выветривания, формируются аккумулятивные коры выветривания. Все три названных типа коры выветривания, разумеется, в пределах любого географического ландшафта тесно связаны между собой единством генезиса и своеобразием геохимических процессов.

К материальному субстрату, служащему основой эдафотопа, наряду с поверхностными горизонтами коры выветривания, относится, как сказано ранее, минеральная часть самой почвы, включая самый верхний слой материнской почвообразующей породы. Она представляет собой арену непосредственного контакта и непрерывного взаимодействия атмосферы, гидросферы и биосферы, результатом чего и является возникновение почвенного покрова (педосферы), представляющего собой, по выражению В. А. Ковды (1973), «самостоятельную специфическую биогенную оболочку земного шара, окутывающую сушу материков и мелководья морей и озер» (с. 11).

В связи с этим необходимо принять во внимание то обстоятельство, что процессы выветривания поверхности земной коры (литосферы) и процессы почвообразования сопряжены как в пространстве, так и во времени. Но ввиду того, что в процессах выветривания горных пород ведущими являются факторы абиотические, а в процессах почвообразования—биологические, связанные с жизнедеятельностью растений, животных и микроорганизмов, в направленности тех и других и в существе полученных результатов, как указывает В. А. Ковда, вскрываются весьма важные в соотношении этих процессов закономерности. Так, в условиях формирования элювиального типа коры выветривания, как мы видели, господствует вынос продуктов выветривания; однако в верхних горизонтах, охваченных почвообразовательными процессами, происходит биогенное накопление веществ, в особенности гумусовых. В условиях же формирования аккумулятивного и транзитно-аккумулятивного типов коры выветривания имеет место отложение механических, химических и прочих осадков; вместе с тем и процессы почвообразования также сопровождаются аккумуляцией органических и минеральных веществ, особенно в гумусовом горизонте.

Следовательно, как пишет В. А. Ковда (1973), «формирование элювиальной коры выветривания и биогенный цикл почвообразовательного процесса диаметрально противоположны в своей направленности и в суммарном балансе веществ» (с. 116). Хотя вынос веществ здесь все же преобладает. Во втором случае «направленность почвообразования и геохимических процессов суммируется и сочетается без противоречий, ведя к формированию плодородных богатых питательными веществами осадочных пород и почв» (с. 116).