Глава 4 участие географических факторов в динамике почвообразования

Динамика почвообразования выражается в изменениях почвен­ных свойств циклического или поступательного необратимого ха­рактера. Рассматривая вопрос об участии географических факторов в динамике почвообразования, необходимо заметить следующее. Разумеется, отдельная постановка этого вопроса в известной мере условна: динамика почвообразования не изолирована от других сто­рон формирования почв. И энергетический и субстантивный вкла­ды географических факторов обязательно проявляются в тех или иных динамических явлениях в почвах. Однако в данном случае имеется в виду непосредственная передача почвам тех механизмов функционирования, которые неотъемлемо свойственны самим фак­торам почвообразования.

Так, горные породы как фактор почвообразования в основном весьма инертны. Во многих ситуациях в хронологических масшта­бах почвообразования они были бы неизменными, если бы на них не воздействовали другие факторы среды (климат, биота, рельеф). На огромных пространствах земной поверхности горные породы практически не обнаруживают никаких новых собственно литогенных видоизменений в течение десятков и сотен тысяч лет.

Однако существует ряд геологических локальных явлений в при­роде, которые вызывают изменения горных пород, отражающиеся на динамике почвообразования.

Это происходит, в частности, в тех местах, где имеет место пе­риодическое захоронение почв под новыми аллювиальными, делю­виальными или эоловыми наносами. Такой процесс наблюдается в поймах и дельтах рек, на пролювиальных конусах выноса, когда ежегодно на поверхности почв откладывается слой аллювия мощ­ностью от долей миллиметра до десятков сантиметров. Быстрое ре­гулярное перекрывание почв новыми порциями минерального ма­териала характерно и для областей современной вулканической де­ятельности в периоды извержений вулканов. Во всех этих случаях ослабляется выраженность почвообразования, оно возвращается как бы вспять, на предшествующие стадии, поскольку начинается осво­ение почвенными процессами новых отложений материнского суб­страта.

Аналогичным образом влияют на динамику почвообразования процессы сноса материала с поверхности почв. В этой ситуации почвообразование также начинает охватывать новые слои породы, но вступающие в сферу почвенных процессов не сверху, а снизу. В естественных условиях ускоренная денудация почв, а следователь­но, и обновление их минеральной составляющей свойственны гор­ным областям с резко расчлененным рельефом, а также пустынным территориям с несомкнутым растительным покровом, недостаточ­но предохраняющим почву от водной эрозии и особенно от дефля­ции. В условиях хозяйственного использования почвенного покро­ва ускоренная, часто катастрофическая, эрозия и дефляция почв наблюдаются при неправильной распашке территории, неумерен­ном выпасе скота и т. д. Скорость денудации в таких случаях может выражаться в ежегодном смыве, равным 150 т/га и более.

И все-таки в нормально развитых почвах одна и та же масса породы, как было сказано выше, участвует в процессе жизни почвы практически на всем ее протяжении. Именно это позволяет гово­рить об очень медленных циклах обновления минеральной основы большинства девственных почв и относительно малом участии гео­логического фактора в динамике почвообразования.

Напротив, биологический фактор очень изменчив и поэтому с ним связаны многие механизмы функционирования почв. Измен­чивость биологического фактора обусловлена тем, что живые орга­низмы оказываются в очень динамических отношениях со средой своего обитания. Многие из них находятся в постоянном движении в почвах в поисках влаги, пищи и тепла. Между живыми почвенны­ми организмами и средой идет постоянный обмен веществ. Кроме того, периоды существования живых организмов относительно ко­ротки — от нескольких дней (микроорганизмы) до первых сотен лет (некоторые высшие зеленые растения), т. е. за время развития по­чвы в ней сменяются многочисленные поколения растительных и животных макро- и микроорганизмов. Таким образом, по выраже­нию В.И. Вернадского, почву буквально пронизывают «вихри жиз­ни» — микроскопические, малые и большие. Они активизируют почвенные процессы, внося большой вклад в динамику почвообра­зования.

По сути, именно таким «вихрем жизни» является биологичес­кий круговорот веществ — наиболее универсальное явление, харак­теризующее взаимоотношения различных живых организмов с поч­вой как средой их обитания. Биокруговорот веществ включает в себя следующие основные звенья:

поглощение живыми организмами из окружающей среды хи­мических элементов и их соединений;

построение из поглощенных соединений живых тканей;

отмирание организмов, минерализация органических остат­ков и возврат элементов в окружающую среду.

В почвах наблюдается сложная система биологических кругово­ротов химических элементов, в которых участвуют микроорганиз­мы, почвенная фауна и высшие растения.

Микроорганизмы, как уже отмечалось ранее, поглощают из по­чвы и отдают ей самые разные химические элементы. Микроскопи­ческие диатомовые водоросли, например, вовлекают в биокругово­рот кремний, который необходим им для строительства скелетов. Железобактерии берут из почвы железо и марганец и концентриру­ют их в своих телах. Бактерии-азотфиксаторы потребляют из газо­вой фазы почв азот. На следующих этапах биокруговорота все эти компоненты возвращаются в почву. В количественном выражении в каждый данный момент времени такие микробиологические про­цессы характеризуются относительно невысокой емкостью. Но масштаб их значимости расширяется при высокой скорости обмена веществ. Обитающие в почвах бактерии, грибы, актиномицеты, во­доросли и простейшие животные (амебы, корненожки, инфузории и др.) очень быстро размножаются и отмирают. Продолжительность жизни отдельных популяций 15—20 дней и даже меньше. За вегета­ционный период в умеренных поясах Земли сменяется 6—7 поколе­ний, а в субтропических и тропических областях — более 20 поко­лений в год. При отмирании каждой популяции с бактериальными телами в почвы поступает от 15 до 50 ц/га сухого органического вещества (при 10 ежегодных популяциях — до 500 ц/га в год). Если принять во внимание, что почва имеет возраст, равный многим сот­ням и тысячам лет, то последняя величина увеличивается на не­сколько порядков и будет указывать на истинное значение в дина­мике почвообразования микробиологического круговорота веществ.

Животные, обитающие в почвах и на ее поверхности, имеют бо­лее длительные по сравнению с микроорганизмами жизненные цик­лы. Но вследствие их большей массы емкость процессов, вызывае­мых ими, достигает значительных величин. Так, дождевые черви, затаскивая растительный опад внутрь почвенной толщи, поедая его вместе с минеральной массой и пропуская эту смесь через кишеч­ный тракт, могут переработать таким образом за сезон 1,5 т листвы и смешать ее с 15 т минеральных веществ. За один год в некоторых почвах эти животные выбрасывают на поверхность до 100—200 т/га и более копрогенного материала. За 50 лет они могут перемешать весь поверхностный слой почвы. Крупные животные (суслики, сур­ки, лисы) сооружают в почвах многокилометровые норы, выбрасы­вая на земную поверхность тысячи кубических метров материала на гектар. За несколько десятилетий они способны полностью механи­чески обработать почву на глубину 10—20 см.

Очень динамичен биокруговорот, осуществляемый в почвах выс­шими растениями. Он выражается как в прижизненном выделении (из корней и листьев) и поглощении растениями различных веществ, так и в оборачиваемости компонентов мертвых растительных остат­ков. Особенно масштабен биокруговорот веществ в системе почва- живые растения—опад—почва. Рассмотрим два важнейших звена этого биокруговорота:

поглощение растениями веществ из почвы;

возврат растениями веществ в почву.

Растения поглощают химические элементы весьма избиратель­но—в соответствии со своими биологическими потребностями. Поэтому содержание большинства элементов в золе существенно отличается от среднего их содержания в литосфере. Интенсивность

биологического поглощения элементов из среды места обитания можно выразить через предложенные Б.Б. Полыновым и А.И. Перельманом коэффициенты биологического поглощения, представ­ляющие собой частное от деления количества элемента, содержа­щегося в золе растений, на количество элемента, содержащегося в почве или породе. Если взять средний состав золы наземных расте­ний и рассчитать коэффициент биологического поглощения Ах по отношению к кларкам литосферы, можно получить средние значе­ния коэффициентов и в соответствии с этими значениями сгруппи­ровать химические элементы в определенные ряды интенсивности биологического поглощения.

Энергично накопляемые (Ах = n • 10 — n • 100): Р, S, CI, I.

Сильно накопляемые (Ах = n): К, Са, Mg, Na, Sr, В, Zn, Ag.

Слабого накопления и среднего захвата (Ах = 0, n - n): Мп, Ва, Си, Ni, Со, Mo, As, Cd, Be, Hg, Se.

Слабого захвата (Ax = 0, n): Fe, Si, F, Rb, V, Li, Y, Cs.

Слабого и очень слабого захвата (Ах = 0, 0 n - 0, n):Ti, Сг, РЬ, Al, U, Zr.

Относительное содержание и соотношение элементов в золе растений вследствие различий интенсивности их биологического поглощения существенно иные, чем в исходных породах. В золе растений содержится в десятки и сотни раз больше Р, S, в несколь­ко раз больше К, Са, Mg, а также микроэлементов: I, В, Zn, Ag. И наоборот, в золе растений меньше таких распространенных в ли­тосфере макроэлементов, как Si, Al, Fe.

Второе звено биокруговорота в системе растение—опад—почва — это поступление веществ с отмершими растительными остатками обратно в почвенную толщу. Очевидно, что в качественном отно­шении, кроме элементов органогенов (О, С, Н, N), химические эле­менты будут возвращаться в тех же пропорциях, которые отражены в рядах интенсивности биологического поглощения. По массе они будут коррелировать с количеством органического вещества, посту­пающего с опадом и с его зольностью.

Данные табл. 4.1 показывают, что количество растительных ос­татков, ежегодно поступающих в почвы и на их поверхность, со­ставляет для большинства типов растительности десятки центне­ров на гектар. Наибольшее количество органических остатков (бо­лее 200 ц/га) дают влажные субтропические и тропические леса, наименьшее (20 ц/га и менее) — тундры и пустыни.

Таблица 4.1

Количество органического вещества, поступающего ежегодно с опадом, и запасы (ц/ra сухого вещества) неразложившихся растительных остатков на поверхности почв (по Л.Е. Родину и Н.И. Базилевич)

Типы растительности	Ежегодный опад	Зеленые части в опаде	Лесная подстилка или травянистый войлок	Отношение подстилки к опаду зеленой части растений
Арктические тундры	10	2,6	35	14
Кустарничковые тундры	24	9,0	835	92
Сосняки	33	23	462	20
Ельники	35	18	300	17
Дубравы	65	40	15	4
Луговые степи	137	80	120	1,5
Степи умеренно засушливые	112	45	62	1,5
Степи сухие	42	15	15	1
Пустыни полукустар­никовые	12	1	Нет	-
Саванны	115	83	13	0,2
Влажные субтропичес­кие леса	210	149	100	0,7
Влажные тропические леса	250	165	20	0,1

Чтобы оценить интенсивность биокруговорота веществ в пол­ной мере, необходимо знать еще одну величину — отношение ежегодного опада к массе мертвого неразложившегося органи­ческого вещества. Дело в том, что на поверхности почв обычно наблюдается накопление лесной подстилки или травянистого вой­лока (см. табл. 4.1). Следовательно, в этих случаях разложение растительных остатков, их гумификация и минерализация идут медленнее, чем поступление нового наземного опада. Каждый год некоторая неразложившаяся часть растительных остатков остает­ся на поверхности почвы. Если взять отношение запасов под­стилки или войлока на определенной площади к количеству по­ступающего на эту площадь ежегодного свежего опада, то можно составить представление о скорости разложения органических остатков.

Приведенные в последней графе табл. 4.1 данные показывают, что в некоторых типах растительности (во влажных тропических и субтропических лесах) даже при очень большой величине ежегодного опада разложение его осуществляется менее чем за год (отношение подстилки к опаду — 0,5—0,7), в хвойных лесах — за 15 — 20 лет. В травянистых типах растительности в степях и саваннах разложе­ние растительных остатков идет быстрее, чем в лесах умеренного пояса, и на поверхности почвы здесь накапливается в основном лишь опад данного года. В пустынях опад небольшой и он быстро мине­рализуется. Самый малый темп разложения органического веще­ства — в кустарничковых тундрах, где при очень малом количестве ежегодного наземного опада на поверхности почв в подстилках на­капливается более чем 90-летний запас органических веществ.

Не менее динамичным, чем биологический, является климати­ческий фактор почвообразования. С цикличностью влаго-,воздухо- и теплообмена между атмосферой и почвой, с передвижением тепла, влаги и воздуха в почвенной толще связаны многие почвен­ные процессы.

Рассмотрим особенности круговорота атмосферной влаги в по­чвах и то, как он определяет характер механизмов почвообразования.

Поступающая в почвы с осадками влага Р расходуется на ис­парение Е, десукцию D, поверхностный сток F₁ внутрипочвенный сток F₂. При большом количестве осадков часть влаги просачивает­ся сквозь всю почвенную толщу, т. е. идет на инфильтрацию / и пополнение грунтовых вод.

Водный баланс автоморфных плакорных почв, т. е. почв, раз­вивающихся на повышенных, относительно выровненных элемен­тах рельефа, не получающих дополнительной влаги за счет по­верхностного стока или грунтовых вод, можно представить уравне­нием Р — Е + D + F₁ + F₂ + I. Соотношение между годовой суммой осадков Р (мм) и годовой нормой испаряемости Еn (мм) используется в качестве показателя степени увлажненности тер­ритории Ку = Р/Еn. Величина, обратная коэффициенту увлажнения, называется индексом сухости: Кс = Е/Р.

Испаряемость Еn — это количество влаги, выраженное в милли­метрах водного слоя, которое может испариться при данных клима­тических условиях с открытой водной поверхности или с поверхно­сти постоянно переувлажненной почвы.

Поскольку количество выпадающей атмосферной влаги и испаряемость изменяются по ландшафтным зонам в широких пределах, то и зональные различия в значениях коэффициента увлажнения (или индекса сухости) также оказываются значительными (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Атмосферное увлажнение почв различных ландшафтных зон

Ландшафт­ные зоны	Почвы	Среднегодо­вые суммы осадков, мм	Индекс сухости К	Коэффициент увлажнения х,	Тип водного режима почв
Тундра	Тундрово- глеевые, болотные	100-250	<0,45	>2,2	Преимуще­ственно водо- застойный
Тайга	Подзолис­тые, подбуры	350-600	0,45-0,8	2,2-1,2	Промывной
Лесостепь	Серые лесные	350-500	0,8-1,2	1,2-0,5	Периоди­чески промывной
Степь	Черноземы, каштановые	250-400	1,2-3,0	0,6-0,3	Непромыв­ной
Полу­пустыня	Бурые пустынно- степные	150-250	3,0-5,0	0,3-0,2	»
Пустыня	Серо-бурые пустынные	<150	>5,0	<0,2	»
Влажные субтропи­ческие леса	Красно­земы и желтоземы	1000-2600	0,45-0,6	2,2-1,6	Промывной

В зависимости от коэффициента увлажнения, характера дрени­рованности уровня грунтовых вод в почвах формируются различ­ные типы водного режима.

Там, где Ку > 1,0 и в почвах имеет место свободный дренаж, избыток атмосферной влаги, поступающей в почвенную толщу, про­сачивается насквозь ее и пополняет грунтовые воды. Такой тип вод­ного режима называется промывным (рис. 4.1). Промывной тип вод­ного режима характерен для почв таежной зоны, субтропических и тропических лесов (см. табл. 4.2). При этом типе водного режима

происходит растворение и перемещение в нижнюю часть почвы или за ее преде­лы многих минеральных и органичес­ких продуктов почвообразования.

При коэффициенте увлажнения >1,0, но плохом дренаже (чему способствует плоский рельеф и тяжелый грануломет­рический состав почв) избыток атмос­ферной влаги застаивается в почвах и в них формируется временная или посто­янная почвенная верховодка. Такой тип водного режима называется водозастой- ным. Он развит, например, во многих тундровых или болотных таежных почвах. Его усилению способствует неглубокий уровень вечной мерзлоты, служащей водоупором. При водозастойном режиме продукты почвообразования остаются на месте, а в почве возникает комплекс яв­лений, связанных с переувлажнением почв.

В условиях, где коэффициент увлаж­нения <1,0, т. е. сумма осадков за год меньше, чем суммарная испаряемость, вся влага, попадающая в почву, расхо­дуется на испарение и десукцию. Почва промачивается не на полную мощность, и между границей промачивания и вер­хней границей фунтовых вод имеется постоянно сухой слой, названный «мерт­вым горизонтом». Такой тип водного ре­жима называется непромывным (рис. 4.2). Непромывной тип водного режима ха-

Рис. 4.1. Водный режим промывного типа: а _ нисходящие потоки атмосферной влаги; б — восхо­дящие потоки капиллярной и парообразной влаги; в — горизонты пресных грунтовых вод

Рис. 4.2. Водный режим непромывного типа: а — нисходящие потоки атмосферной влаги; б — восхо­дящие потоки капиллярной и парообразной влаги; " — горизонты слабоминерализованных фунтовых вод; г — непромываемый «мертвый» горизонт

рактерен для большинства почв степей, полупустынь и пустынь. При непромывном типе водного режима продукты почвообразования не выносятся за пределы почвы, а лишь перемещаются на какую-то глубину в ее толщу.

На низменных слабодренированных равнинах или в местных понижениях рельефа — на низких террасах рек, озер и в различных западинах, где уровень фунтовых вод весьма часто расположен близко к поверхности, могут быть развиты гидроморфные (или супераквальные) почвы. Наряду с атмосферной влагой они получают также влагу, поднимающуюся от грунтовых вод. Гидроморфные почвы характеризуются своими водными режимами. Так, если осадки превышают суммарную испаряемость и коэффициент увлажнения территории >1, в почвах с затрудненным дренажем создается водозастойный режим, подобный описанному для автоморфных почв, но часто более резко выраженный. При этом режиме влага атмосферных осадков идет на пополнение грунтовых вод, уровень которых начинает приближаться к поверхности, и почвы сильно переувлажняются. Водозастойный режим имеют почвы низинных болот, которым свойственно грунтовое питание.

При коэффициенте увлажнения <1, когда суммарная испаряемость превышает количество выпадающих осадков, в гидроморфных почвах влага по капиллярам поднимается в иссушающуюся верхнюю часть толщи, где испаряется и расходуется на десукцию (поглощается корнями растений). В почвах возникают восходящие токи влаги и выпотной тип водного режима (рис. 4.3, см. табл. 4.2). Выпотной режим в гидроморфных почвах свойствен территориям, в пределах которых автоморфные почвы характеризуются непромывным режимом, — это зоны степей, полупустынь и пустынь. При выпотном режиме соли, растворенные в грунтовых водах, при испарении и десукции постепенно накапливаются в почвах, Если капиллярная кайма достигает поверхности почв, то максимум солей на-

Рис. 4.3. Водный режим выпотного типа:

а — восходящие потоки капиллярной и парообразной влаги;

б — горизонты сильноминерализованных фунтовых вод

капливается на поверхности. Если поток поднимающейся по ка­пиллярам влаги не достигает поверхности, то засолению подверга­ются более глубокие части почвенной толщи.

Динамикой атмосферно-климатических явлений во многом обус­ловливается воздушной режим почв. На скорость воздухообмена между почвой и атмосферой влияют изменение влажности и температуры почвы, сила ветра, рост и падение барометрического давления. Про­цессы обмена почвенного воздуха с атмосферным имеют суточный и годовой ход. При воздухообмене из почвы главным образом диф­фундирует углекислота, продуцируемая корнями и микроорганиз­мами, а в почву из атмосферы поступает кислород взамен израсхо­дованного в почвенной толще на процессы дыхания и окисления минералов и органических остатков. В непереувлажненных почвах со средней порозностью летом выделяется в сутки от 2 до 10 л/м² углекислого газа и поглощается столько же кислорода. В верхней части почвенной толщи полный воздухообмен осуществляется за несколько часов.

Еще одной производной климатических характеристик является тепловой (или температурный) режим почв. Количество солнечного тепла, которое получают почвы, как и количество тепла, которое они отдают атмосфере, периодически изменяется в течение суток и по сезонам года. В суточном цикле с восхода солнца и до 14 ч почва нагревается, затем она постепенно начинает охлаждаться. Макси­мальное охлаждение наблюдается около 4—5 ч ночи.

В годовом цикле почва нагревается с первых месяцев весны до середины лета, затем постепенно охлаждается. Суточные колеба­ния температур обычно проявляются до глубины немногим более 50 см. Годовые колебания температур иногда распространяются до глубины 15 м (наиболее резкие — до 3,5 м). На распространение тепла в почвенной толще требуется некоторое время, обусловлен­ное ее теплопроводностью, поэтому с глубиной наблюдается все большее запаздывание соответствующих температур по сравнению с поверхностью почвы. Рассмотрим основные типы температур­ных режимов почвы, выделяемые В.Н. Димо. Их дифференциация основана главным образом на учете интенсивности процессов про­мерзания почв, т. е. на динамическом показателе.

Тип 1. Мерзлотный. Характерен для почв с вечной мерзлотой сплошного типа. В течение года преобладает процесс охлаждения почвы. В холодный период почва промерзает до верхней границы вечномерзлых пород. Процесс нагревания сопровождается протаиванием сезонно-мерзлого слоя. Среднегодовая температура почвы и температура на глубине 0,2 м самого холодного месяца — отрица­тельные (рис. 4.4).

Тип 2. Длительносезоннопромерзающий. Охлаждение почвы сопро­вождается промерзанием. Длительность промерзания не менее 5 мес., глубина проникновения отрицательных температур более 1 м. Се­зонное промерзание не сопровождается смыканием с возможной вечной мерзлотой островного типа. Прогревание почвы приводит к оттаиванию. Среднегодовая температура почвы обычно положитель­ная, но температура самого холодного месяца на глубине 0,2 м от­рицательная (рис. 4.5).

Тип 3. Сезоннопромерзающий. Процесс охлаждения сопровожда­ется процессом неглубокого промерзания. Длительность промерза­ния от нескольких дней до 5 мес. Среднегодовая температура поло­жительная. Температура самого холодного месяца на глубине 0,2 м отрицательная. Вечная мерзлота отсутствует (рис. 4.6).

Тип 4. Непромерзающий. В годовом цикле преобладает процесс нагревания. Промерзания и морозности нет. Отрицательные температуры в почве отсутствуют или наблюдаются лишь несколько дней. Температура самого холодного месяца на глубине 0,2 м положи­тельная (рис. 4.7).

Тип 5. Постоянно теплый. Температура самого холодного месяца во всей толще не опускается ниже 10 °С (т. е. ниже уровня биологи­чески активных температур).

Тип 6. Постоянно жаркий. Суточные амплитуды температур пре­вышают годовые амплитуды, а среднегодовая температура почв на глубине 0,2 не опускается ниже 20 °С.

Подытоживая оценку вкладов факторов географической среды в механизмы почвообразования, еще раз подчеркнем, что в первую очередь в этой связи речь должна идти о производных биологическо­го фактора (круговорот веществ в системе организмы—почва) и кли­матического фактора (водный, воздушный и тепловой режимы почв).

Рис. 4.4. Термоизоплеты почв температурного режима мерзлотного типа

(по В.Н. Димо): а — мыс Шмидта; 6 — Якутск

Рис. 4.5. Термоизоплеты почв температурного режима длительно сезоннопромерзающего типа (по В.Н. Димо): а — Хибины; б — Чита

Рис. 4.6. Термоизоплеты почв температурного режима сезоннопромерзающего типа (по В.Н. Димо): а — Оренбург; б — Волгоград

Значительно меньшую роль играют здесь геологический и геомор­фологический факторы (см. рис. 5.1).

Все вышеупомянутые механизмы и процессы почвообразования, так или иначе отражающие динамику географических факторов, как можно заметить, представляют собой отдельные физические, меха­нические, химические или биологические процессы. Их совокупность естественным образом делится на четыре группы (по А.А. Роде, 1971):

1) обмен веществом и энергией между почвой и другими при­родными телами;

2) превращения веществ и энергии в почве;

3) изменения физического состояния вещества в почве;

4) передвижение веществ и энергии в почве.

К первой группе (обмен веществ) относятся следующие процессы:

а) многосторонний обмен газами в системе атмосфера—почва - грунт—растение;

б) такой же многосторонний обмен влагой (жидкой и парооб­разной) в той же системе;

в) обмен коротко- и длинноволновой радиацией в системе Сол­нце—растения—атмосфера—космическое пространство;

г) многосторонний обмен тепловой энергией в системе атмос­фера— почва—растение—грунт;

д) двусторонний обмен зольными веществами и азотом в систе­ме почва—растительность;

Рис. 4.7. Термоизоплеты почв температурного режима непромерзающего типа

(по В.Н. Димо): а — Сочи; б — Тбилиси

е) безобменное, преимущественно одностороннее, поступление в почву органического вещества, синтезированного растениями;

ж) двусторонний обмен между почвой и атмосферой пылью;

и) двусторонний обмен между почвой и грунтом (грунтовыми водами) солями.

Ко второй группе процессов (превращение веществ и энергии в почве) относятся следующие:

а) реакции разложения органических соединений, входящих в состав растительных и животных остатков;

б) многообразные явления микробного синтеза и микробного разложения, образования и разложения органоминеральных соеди­нений разной природы;

в) внутрипочвенный обмен ионами и молекулами между твер­дой и жидкой фазами;

г) фиксация молекулярного азота из почвенного воздуха, а так­же аммонификация, нитрификация, денитрификация;

д) явления новообразования и распада различных органических кислот и солей;

е) явления окисления и восстановления, в особенности соеди­нений железа и марганца;

ж) отдельные реакции, из которых слагаются явления разложе­ния и превращения первичных и вторичных минералов и синтеза вторичных.

Третья группа процессов (изменения физического состояния вещества в почве) включает:

а) фазовые переходы воды (испарение и конденсация, замерза­ние и таяние) и солей (растворение и кристаллизация);

б) изменения структурного состояния почвенной массы (агрега­ция и дезагрегация, коагуляция и пептизация);

в) изменение степени дисперсности (физическое дробление ми­неральных частиц, образование твердых конкреций).

И четвертую группу процессов (передвижение вещества в почве) составляют следующие из них:

а) передвижение воздуха внутри почвы под влиянием измене­ний атмосферного давления и температуры;

б) диффузное передвижение газов в почвенном воздухе;

в) передвижение жидкой влаги и растворенных в ней веществ под влиянием силы тяжести, капиллярных, сорбционных и осмоти­ческих сил;

г) передвижение водяного пара, обусловленного градиентом его давления;

д) передвижение твердой почвенной массы животными-землероями, гравитацией и криотурбационными явлениями.

Некоторые из перечисленных процессов свойственны только почвам. Это прежде всего процессы обмена веществом и энергией между почвой и растительностью, почвой и другими природными телами. Но большинство из них не являются специфичными толь­ко для почв, они общие для разных сред и идут, например, в гор­ных породах, в гидросфере, в атмосфере, на дне океанов и морей. К таким процессам относятся синтез и разложение органических веществ и минералов, фазовые переходы вещества и др.

Все названные в четырех группах процессы получили название почвенные микропроцессы, или элементы почвообразования.

В настоящее время в почвоведении развито представление об иерархической системе почвенных процессов, в пределах которой выделяются четыре уровня процессов по степени их сложности и специфичности. Почвенные микропроцессы занимают самый низ­кий уровень иерархии и рассматриваются именно как составляющие элементы для процессов более высоких уровней. При совместном длительном протекании определенных комбинаций микропроцессов развиваются элементарные почвообразовательные макропроцессы, а сочетания последних, в свою очередь, выражаются в частных почво­образовательных макропроцессах. Процесс, который охватывает всю почвенную толщу в целом, называется общим почвообразовательным макропроцессом.