Глава II

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНОГО

ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

И ОБЩАЯ СИСТЕМА ЭПП

Прежде чем перейти к трактовке конкретных механизмов, результатов и определения каждого ЭПП, попробуем резюмировать, что же такое элементарный почвообразовательный процесс.

Наши представления и о закончившихся, и о текущих сейчас ЭПП всегда опираются прежде всего на фактическое наличие и знание результата-признака почвы и лишь затем — на раскрытие сущности этого процесса путем "мысленной" или экспериментальной (или и той, и другой) комбинации микропроцессов и их временной последовательности. Так создается представление об ЭПП как о специфическом признакообразую-щем процессе в почвах.

В связи с этим следует вновь вернуться к вопросу о том, как соотнести число признаков и число ЭПП. Признаков и свойств почв, как известно, очень много. Означает ли это, что каждому из огромного множества свойств почв соответствует "свой" ЭПП — прюнакообразующий процесс? Ответ на этот вопрос не очевиден. В принципе пет никаких запретов для того, чтобы каждое фиксированное в твердой фазе почв свойство объяснялось "своим" процессом (при этом, конечно, надо учитывать и полиморфизм, и изоморфизм свойств по отношению к процессу).

Однако полный набор свойств почв никогда не изучается. В зависи­мости от целей исследования выделяется та или иная их группа. Для круга проблем генетико-географйческого почвоведения, которое во всем мире, независимо от различий в научных школах, определяется* сходно, такая группа почвенных признаков и свойств в общем виде определена. Набор признаков, которые отбираются в почвах для генетических и географо-картографических целей, со временем меняется и пополняется, но он не­случаен. Он в максимальной степени позволяет понять сущность связей в триаде: факторы -> процессы -»свойства; кроме того, эти признаки были отобраны.100-летним опытом генетического почвоведения как наиболее полно отражающие взаимодействие факторов почвообразования. Прежде всего это свойства, отвечающие за педогенные изменения основной массы материнской породы (гранулометрический, химический, минералогический состав); состояние органического вещества почвы (количество, запасы, состав гумуса и гумусовый профиль); характеристики почвенного погло­щающего комплекса; свойства, отражающие морфологическую диффе­ренциацию и организацию почвенной массы (цвет, структура, ново­образования, разделение на горизонты и т.д.).

Строгие ограничения, правила и процедуры отбора основных диагно­ стических признаков в почвоведении никогда не формулировались аксио­ матически. Основным неявным правилом, по-видимому, является следую­ щее: число и разнообразие ЭПП должны быть достаточными, чтобы при мысленной их комбинации сформировав ь^енетические концепции о происхождении всех основных групп почв мира. При этом я п*™«* —

Во-вторых, может быть, самая важная черта ЭПП в том, что это процессы, которые обязательно имеют своим конечным или проме­жуточным результатом изменение в твердой фазе почвообразующей породы или почвы. Ни в одном из действующих списков ЭПП нет такого, процесса, который не имел бы подобного "твердофазного" результата — признака, маркирующего процесс.

Внимательно исследуя существующие списки ЭПП и их определения, нетрудно обнаружить, что в основе их в первую очередь лежат пред­ставления о результатах процессов и лишь во вторую — о сущности и механизме этих процессов.

Процессы, выделяемые в ранге ЭПП, в большинстве своем дли­тельные, недоступные или труднодоступные экспериментальному наблю­дению или воспроизведению in vitro. Именно поэтому правильнее было бы . сказать, что первоначальное представление о конкретных ЭПП есть не что иное, как простое утверждение, что наблюдаемое данное свойство почвы есть результат процесса его образования.

Набор этих признаков и свойств никогда не был строго регла­ментирован, он варьирует иногда весьма значительно, но в своей основе довольно постоянен. Это, по-видимому, и объясняет сравнительное сход­ство действующих списков ЭПП, которые, как уже указывалось, являются не чем иным, как попыткой найти процесс, соответствующий признаку.

От^первого шага — осознания необходимости выделить признако-образующий ЭПП по результату его действия, делается второй шаг — строится гипотеза механизма этого ЭПП как сочетания ряда ■микро­процессов, т.е. процессов более "простого" ранга. В этом, нам кажется, заключается одно из важных достоинств концепции ЭПП: она подводит к осознанию механизмов явлений, заставляет переходить от регистрации и изучения свойств и факторов среды, которые могут быть выполнены чисто статистически и коррелятивно, к выдвижению гипотез о процессной сущности свойств почв и их связи с факторами среды.

Представляется необходимым поставить задачу так, что можнопро- вернть некоторые узловые части гипотез (например: образование гумусо- подобных веществ, синтез глинистых минералов, разрушение галогенных силикатов, совместную миграцию Fe и гумуса и т.д.). Такая проверка и ее результаты позволяют постепенно совершенствовать и исправлять гипотезы о механизмах ЭПП и все более наполнять представление об ЭПП собственно процессным содержанием. I

Иде^ггафикация_многих ЭПП сложна еще и потому, что при образовании почв, как и других природных тел, имеет место полиморфизм и изоморфизм признаков (результатов) по отношению к процессам. Один и тот же ЭПП в зависимости от интенсивности и стадии развития может дават'ь"разные, т.е. полиморфные, признаки в почвах (например, стадийное глинообразование — разные минералы на разпых стадиях или иллювиально-А1-Ре-гумусовый процесс, который может приводить или не приводить к образованию подзолистого горизонта). Вместе с тем один и тот же признак почвы может образовываться разными процесссами, т.е. быть изоморфным (отбеление минеральной массы может быть результатом Ъглеения и окислительного гумусово-кислотного

должны быть процессно объяснены все основные свойства и комбинации почв. Если какие-то реально существующие свойства почв не получают процессного объяснения, это обычно вынуждает выделять новые ЭПП. Разделение почв по свойствам^олжно^олучать процессное толкование — вот основной стимул к пополнению и утЪчнению списка ЭПП. Есте­ственно, что при таком подходе к ЭПП их количество не может быть стабильным, хотя какое-то центральное ядро остается почти неизменным. Наиболее полный список ЭПП как процессов, объясняющих реальное разнообразие почв, может быть получен только при процессном анализе всех генетических групп почв мира. Такая работа на уровне ЭПП, как нам известно, еще ни разу не^-была выполнена; обычно списки ЭПП опираются на какую-то выборку почв: региональную (почвы государств, природных регионов, материков) или типологическую (гумидные, аридные, кислые, засоленные и т.д.).

Однако сложность проблемы соответствия определенного признака определенному ЭПП не ограничивается только этим аспектом. Дело в том, что содержательный объем конкретных ЭПП сейчас существенно различен. Для некоторых ЭПП предполагается формирование в почве целой серии парагенетических признаков — результатов одного процесса (например, ЭПП оподзоливания и лессиважа предполагают образование признаков и s зонах элювиирования, и в зонах иллювиирования). Другие ЭПП понимаются уже: как образующие однородную группу признаков (например, глинообразование понимается как оглинивание, т.е, только накопление глины в почве).

Эти различия ставят еще одну проблему: даже если ограничиваться фиксированным набором признаков, должны ли мы жёстко соблюдать правило "один признак — один ЭПП" или одному ЭПП может соответ­ ствовать серия парагенетических признаков? Более строгим представ­ ляется использование Первого правила и как следствие разбиение сос­ тавных "многопризнаковых" ЭПП на разные процессы (например, лес- сиваж — на процессы "мобилизации вещества в суспензии, процессы миграции суспензий и процессы осаждения и аккумуляции их). Сейчас в действующих списках сосуществуют и "одно-", и "многопризнаковые" ЭПП: ■ ■ -;; ■■

Следует подчеркнуть, что опыт почвоведения в определении категорий и иерархии ЭПП явно недостаточен. Поэтому на современном уровне знаний попытка дать окончательные формулировки ЭПП, постулировать правила их выделения и ранжирования была бы преждевременной и затруднительной. Более того, подобная заявка могла бы сыграть и опре­ деленную негативную роль в дальнейшем развитии знания по этой фундаментальной проблеме. Более правильным на данном этапе, пред­ ставляется: а) систематизировать_имеющиеся зпания об ЭПП на основе предложенного выпиТ определения^(ЭПП— ^твердофазный" признак почвы) и б) создать такую систему (перечень) ЭПП, которая позволила бы сделать максимально "работающими" современные представления о них. —

Предлагаемая система ЭПП построена с учетом и на основатш ана­лиза всех позитивных идей, имеющихся в предшествующих работах.

14

Метаморфизм органического вещества Поступление органических остатков Поверхностное Внутрипочвенное Трансформация органических остатков Биогенная Абиогенная Гумификация Минерализация

Органических остатков Гумуса Миграция продуктов гумификации. Комплексообразование Гумусовая

Минерально-гумусовая Иммобилизация гумусово-минеральных веществ Метаморфизм минерального вещества Дезинтеграция (физическое дробление) Гипсообразование Карбонатизация

"Цветовая" трансформация оксидов железа: брюнификация, рубефикация Глинообразование

Трансформация глинистых минералов Разрушение глинистых силикатов Ферраляитизация Переорганизация почвенной массы Оструктуривание почвенной массы Коагуляционное Биогенное

Компрессионно-гидротермическое Педотурбации почвенной массы Абиогенные Гравитурбации Криотурбации Вертитурбации Галотурбации Биогенные Зоотурбации Фитотурбации Антропогенные Агротурбации Технотурбации Оглеение почвенной массы

Оглеение (собственно), или восстановленный глей Пятнистое оглеение, или окисленный глей Сульфидное оглеение Сульфатное оглеение Миграция вещества Солевая Засоление Рассоление

Осолонцевание-рассолонцевание Осолонцевание Рассолонцевание Кальциевая

Выщелачивание

Огипсовывание

Окарбоначивание Кремниевая

Десиликация

Силификация Al-Fe — гумусовая

Al-Fe—гумусовое элювиирование

AI-Fe-гумусовое иллювиирование Глеевая миграция Fe и Мп Партлювация Лессиваж Сегрегация и цементация вещества Окислительная (Fe, Mn, A1, гумус) Кремниевая Карбонатная Гипсовая Солевая Непедогеннос поступление в почву и потеря почвой вещества Привнос — унос твердого вещества

Смыв делювиальный и флювиальный, деразия

Привнос текучими водами: делювиальный, пролювиальный, флю­виальный

Выдувание мелкозема и солей, корразия

Эоловый привнос мелкозема

Импульверизация солей (в твердой и жидкой форме)

Привнос вулканической пыли

Солифлюкция и конжелифлюкция

Антропогенный привнос твердого вещества Привнос — унос жидкого (растворенного) вещества

Унос с флювиалытыми водами

Привнос с приливно-нагонными и трансгрессивными морскими и

озерными водами

Привнос с индустриальными, транспортными, ирригационными во­дами и др. Привнос и сорбция в почве газообразных веществ

Метаморфизм органического вещества является весьма сложной и разнородной группой, в которой возможны разные пути внутренней группировки и подразделения ЭПП. Представляется необходимым, напри­мер, учитывать наличие или отсутствие связи процессов трансформации органического вещества и образующихся продуктов с минеральной частью почв, разделять аккумулятивный и миграцйонноспособный харак­тер органических веществ, выделять определяющие критерии с учетом различий морфолого-биохимических форм органического вещества, меха­низмов их образования и др. В предлагаемой здесь систематике органо­генных ЭПП процессно-механизменному аспекту придается главное значе­ние.

Метаморфизм минерального вещества. Это, возможно, самая обширная по разнообразию механизмов и результатов группа ЭПП. Основная труд-

16

■ость ее выделения и внутреннего подразделения заключается в том, что большинство входящих в нее ЭПП не является специфически почвенным. Основной смысл изучения этих ЭПП состоит в выявлении различий свойств исходного и наблюдаемого при исследовании минерального вещества in situ в одном и том же месте почвенного тела и в воссоздании механизмов, объясняющих наблюдаемые изменения. Приведем некоторые возможные группировки этих ЭПП.

1. По "судьбе" вещества: с его сохранением (например, рубефикация, окарбоначивание и др.), частичной или полной его потерей (стадийная трансформация минералов, полное растворение некоторых минералов, солей и др.), приходом вещества (синтез силикатов из растворов, золей, гелей и др.).

2. По обстановкам, в которых могут совершаться ЭПП: сильнокислая хелювиальная, кислая элювиально-глеевая, кислая сернокислотная, кар­бонатная и др.

3. По минералогическим результатам: сульфатное вещество, аморфно-окисное, аллофановое, кристалло-окисное и др.

4. По геохимии (и отчасти минералогии) остаточных продуктов: сиал-литные, тиальферные, ферраллитные, солевые, карбонатные и др.

5. По механизмам процессов: растворение, гидролиз кислотный и ще­лочной, окисление, синтез, стадиальная трансформация и др.

Нами выбраны два пути внутреннего разделения группы ЭПП мета­морфизма минерального вещества. Они являются альтернативными, но в какой-то степени взаимодополняющими. Один из них достаточно тради-ционен и не имеет единой логики, хотя давно используется при генетико-географическом анализе почвенного профиля. В это разделение внесены некоторые дополнительные ЭПП (брюнификация, рубефикация), которые последние десятилетия широко используются при изучении почв. Кроме того, интерпретация традиционных процессов сделана на уровне совре­менного знания.

Второй вариант определения и внутреннего разделения ЭПП мета­морфизма минерального вещества представляет собой опыт реализации "формально-аксиоматического" подхода (см. гл. Ш.), характеризующегося применением четкой логики и разработкой принципов иерархии. Введение в книгу двух альтерпативных разработок представляется нам пло­дотворным приемом для развития научного знания по этой чрезвычайно сложной проблеме.

Переорганизация (оструктуривание и педотурбации) почвенной массы включает две группы ЭПП. Они различаются не только механизмами процессов, но и судьбой материала, образующего почвенный профиль. Процессы, относящиеся к первой группе (отструктуривание),, протекают без существенного перемещения почвенной массы в пределах почвенного профиля, главным образом in situ. Для процессов второй группы (пе­дотурбации) такое перемещение является неотъемлемой характеристикой и самого процесса, и его результата в твердой фазе почв.

Оглееиие почвенной массы — это недостаточно изученная группа процессов и признаков в почвах. Более того, их широкое распространение, в самых различных почвенных обстановках обусловливает_н£^еяъко.ч . разные механизмы ЭПП, но и обилие признаков, с ншвгсВязанлых. <?пе- ".

ШУ**\ •■■-. "'"' \

2. Зак. 1985 V ^,v •-, С ^~Л7-~~~

цифичность этих ЭПП заключается еще и в том, что некоторые оди­наковые признаки могут быть сформированы как глеевыми процессами, так и без их участия, совсем другими ЭПП из групп метаморфизма минерального вещества или миграционных (изоморфизм признаков). Кроме того, ЭПП оглеения — типичные "двуединые" процессы, так как в большинстве случаев представляют собой тесное сопряжение восстано­вительных и окислительных явлений.

Указанные обстоятельства вынудили упростить разделение и идентифи-кафию ЭПП оглеения, провести их на основе очевидных и проверенных на опыте признакообразующих результатов имешю этих процессов.

Миграция вещества в почве — очень сложная и разнообразная группа, включающая ЭПП, различающиеся по механизмам, характеру вовле­каемого в миграцию вещества, результатам и объему явлении. Меха­низмы могут быть чисто физическими или механическими (например, засы­пание почвенной массы по пустотам), химическими и физико-химическими (растворение, криогенные миграции и др.), биологическими. В миграциях •участвуют не только разнообразные формы растворенного (истинные растворы, хелаты, органо-миперальные соединения и др.), но и твердого вещества. Крайне сложно вычленить один твердофазный признак как результат конкретного ЭПП. Здесь может быть несколько трудностей. Миграция может сопровождаться полным удалением вещества (тотальное элювиирование), и тогда, по существу, не признак, а его отсутствие свидетельствует о наличии какого-то ЭПП элювиирования в почве. Кроме того, миграционные процессы часто являются "двуедиными" и состоят из двух взаимосвязанных, но, по существу, противоположных явлений — элювиировапия и иллювиирования (эта трудность существует и для ряда других групп ЭПП, в частности переорганизации и оглеения почвенной массы). В основу предлагаемой нами группировки ЭПП миграции положен химический состав перемещающегося вещества; для некоторых "двуединых" ЭПП удалось разделить также результаты элю-•виирования и иллювиирования (например, для ЭПП Al-Fe-гумусовой миграции).

Сегрегация и цементация вещества включает ЭПП, выделенные главным образом по химизму аккумулирующих продуктов. Можно предпо­лагать, что возможности дальнейшего исследования этих ЭПП, их внутреннего подразделения и интерпретации далеко не исчерпаны. Это касается прежде всего морфолого-химических характеристик цементиро­ванных образований в почвах, механизмов ЭПП, реальное разнообразие которых, по-видимому, существенно больше и т.д.

Неледогенное поступлате и потеря почвой твердого вещества, по су­ществу, не являются специфическими почвеппыми процессами. Это геоморфологические и (или) геохимические процессы. Но значительная их часть в той или иной степени "вплетена" в почвообразование, а в неко­торых случаях его определяет (например, в пойменных, маршевых, мангровых почвах и т.д.).

18