Pochvovedenie_Kovda_chast1

ства химической защиты растений, загрязнение промышленными отходами и выбросами, техногенные нарушения), приводят к значительному изменению природных экологических систем и на­ рушению сложившихся в них соотношений.

Природные целинные почвы за время их использования в сельскохозяйственном производстве подверглись таким значи­ тельным преобразованиям, что они из объекта и предмета труда все более становятся продуктом труда. Интенсивная обработка почв, глубокое плантажирование, органические и минеральные удобрения приводят не только к изменению химических, физи­ ческих и биологических свойств почв, но и к изменению их внеш­ него морфологического облика. Под воздействием процесса окультуривания почв меняются их водный, воздушный, пищевой и другие режимы. Уничтожая сложившиеся устойчивые природ­ ные экологические системы (леса, луга, степи, прерии и т. д.) и заменяя их на менее устойчивые и более лабильные агроэкосистемы, человек тем самым способствует изменению почвообра­ зовательного процесса. Деятельность человека направлена на создание культурных, высокоплодородных почв там, где они обладают низким природным плодородием, и на поддержание высокой продуктивности почвы там, где их естественное пло­ дородие велико, но не исчерпаемо.

Большие площади плодородных земель отторгаются из сель­ скохозяйственного использования при строительстве населенных пунктов, промышленных объектов, при открытых способах добы­ чи полезных ископаемых, при прокладке трубопроводов, при сооружении транспортных магистралей, линий электропередач. Бережное отношение к земле как к ценнейшему национальному богатству требует обязательной рекультивации техногенно нару­ шенных участков почвенного покрова, воссоздания природных ландшафтов с учетом более рационального использования и организации территории.

16.7. Зональность почвенного покрова

Учение о факторах почвообразования привело к формулиро­ ванию понятия о почвенных зонах как основной форме органи­ зации почвенного покрова планеты. Концепция факторов почво­ образования и их закономерной географии на поверхности Земли позволила В. В. Докучаеву выдвинуть положение о том, что почвы распространены на земной поверхности не случайно, а подчиняются общему закону природной широтной зональности, а каждой природной зоне соответствует свой «зональный» тип почвы.

В своей классической работе «К учению о зонах природы» (1899) В. В. Докучаев писал: «... раз все важнейшие почвообразователи располагаются на земной поверхности в виде поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам, то неизбежно, что и почвы наши — черноземы, подзолы и пр. —

288

4 — каменистые почвы аэральной зоны, 5 — песчаные почвы аэральной зоны, 6 — солон чаковые почвы аэральной зоны, 7 — лессовые почвы аэральной зоны, 8 — зона латерит ных почв, 9 — аллювий, 10 — горные цепи, 11 — каменистые лесные пространства

должны располагаться на земной поверхности зонально, в стро­ жайшей зависимости от климата, растительности и пр »

Эти общие закономерности В В Докучаев попытался отобра­ зить на «Схеме почвенных зон Северного полушария», состав­ ленной в масштабе 1 50 000 000 (1899), которая получила миро­ вое признание на Всемирной промышленной выставке в Париже Эта схема была чисто дедуктивным произведением, т е карто­ графическим изображением определенных теоретических почвенно географических представлений

На схеме В. В. Докучаева (рис. 51) было выделено пять крупных зон: 1 — бореальная (арктическая); 2 — лесная; 3 — зона черноземных степей; 4 — аэральная и 5 — зона латеритных почв. Кроме того, на ней были выделены аллювий, горные цепи, ка­ менистые лесные пространства.

Среди всех факторов почвообразования В. В. Докучаевым и его последователями климат принимался как определяющий сложную и многообразную картину географии почв мира. Для каждой широтной зоны выделялся «нормальный», или «зональ­ ный», тип почвы. В качестве такого принимался тип почвы, сформированный на плакорных пространствах, не испыты­ вающих влияния сопредельных ландшафтов, и в условиях увлаж­ нения только за счет атмосферных осадков, т. е. в условиях автономного ландшафта.

Будучи стихийным диалектиком, подлинным натуралистом и большим знатоком природы, В. В. Докучаев не ставил закон зональности почв в тесные рамки незыблемого и единственного универсального закона. Он вполне допускал наличие отклонений в природе от нарисованной им схемы идеального широтного распределения природных и почвенных зон. По этому поводу он писал: «Наша планета испещрена горами... и долами, ...материки изрезаны... морями, заливами, озерами, реками и пр., вызываю­ щими иное распределение климата, осадков, теплоты, а вместе с этим и иное местное географическое распределение раститель­ ных и животных организмов. Поэтому уже нужно было ожидать, что горизонтальные почвенные и естественно-исторические зоны должны там и здесь претерпевать более или менее существенные отклонения и нарушения их идеальной правильности».

Уже в последокучаевский период, по мере накопления сведе­ ний о географии почв мира и отдельных континентов, было по­ казано, что на каждом континенте существуют свои особые зако­ номерности в размещении почвенных зон, обусловленные не только местными биоклиматическими условиями географического пояса, но и возрастом и орографией, геологическим строением, тектоникой, близостью или удаленностью от морских и океани­ ческих бассейнов и т. д. Было также показано, что горизонталь­ ные почвенные зоны не представляют собой неразрывные сплош­ ные ленты, опоясывающие земной шар, а могут иметь изолиро­ ванное, «островное» положение среди других почвенных зон или выпадать полностью.

Учение о широтной или горизонтальной зональности почв было создано на примере обширных пространств великой Рус­ ской равнины. Действительно, на территории европейской части

СССР, а также в Западной Сибири по мере продвижения от берегов Северного Ледовитого океана на юг наблюдается отчет­ ливая последовательная смена природных и, соответственно, поч­ венных зон адекватно смене географических поясов.

Так, арктическому поясу соответствует зона арктических пустынных и типичных гумусных почв; в субарктике в пределах

290

тундровой зоны ее широтные подзоны (арктическая, типичная, южная тундра и лесотундра) выделяются различными сочета­ ниями тундровых глеевых почв и торфяников. Южнее, в бореальном поясе, зону тайги с подзолистыми, болотно-подзолистыми

иболотными почвами сменяет зона смешанных лесов с преобла­ данием дерново-подзолистых почв. Еще южнее лежит обширный суббореальный пояс, в котором последовательно с севера на юг сменяют друг друга зоны: широколиственные леса с бурыми и серыми лесными почвами; лесостепи с сочетанием оподзоленных

ивыщелоченных черноземов и серых лесных почв; степи с типич­ ными, обыкновенными и южными черноземами; сухие степи с каштановыми, засоленными и щелочными почвами; полупустыни с бурыми и засоленными почвами; пустыни с серо-бурыми, такыровидными почвами и такырами, чередующимися с массивами разбитых и полузакрепленных песков. Далее, в пределах субтро­ пиков также можно выделить последовательный ряд почвенных зон, но они уже перестают быть широтными, а имеют скорее островной характер.

Поскольку каждая природная зона характеризуется не одним каким-то типом почвы, а определенным набором, подчас очень многочисленных, сопряженных между собой, но генетически не связанных, различных почвенных типов, было введено понятие о

зональных структурах почвенного покрова (В. М. Фридланд, 1972), под которыми понимаются специфические для каждой зоны сочетания типов почв.

Понятие «почвенная зона» стало более или менее условным, не тождественным первоначальному понятию о широтных зонах, характеризующихся одним «зональным» типом почв.

Согласно Ю. А. Ливеровскому (1965), почвенная зона — это ареал определенного типа почвенных сочетаний, в состав ко­ торых наряду с одним или несколькими типами плакорных почв входят также сопряженные с ними типы почв, развивающиеся в интразональных (геохимически подчиненных) условиях.

Для северного и южного полушариев, за пределами эквато­ риального, тропического и отчасти субтропического поясов на­ блюдается известная асимметрия в чередовании и последова­ тельности горизонтальных почвенных зон. Например, в южном полушарии бореальная зона, в границах которой расположены океанические острова: Фолклендские (Мальвинские), Южные Сандвичевы, Южная Георгия и др. — безлесна, а зона тундры практически полностью отсутствует.

16.8. Вертикальная зональность почв

Явление вертикальной зональности, или вертикальной пояс­ ности, почвенного покрова было открыто и описано В. В. Доку­ чаевым при посещении им Кавказских гор в конце прошлого столетия.

Еще до поездок на Кавказ В. В. Докучаевым была высказана

291

мысль о том, что почвы в горах, по мере поднятия от подножий к снежным вершинам, должны располагаться в виде последова­ тельных вертикальных зон. В дальнейшем, после ознакомления с реальным расположением природных и почвенных зон в горах

и почвы по мере поднятия от подошвы гор... к их снежным верши­ нам, располагаясь в виде тех же последовательных, но уже не горизонтальных, а вертикальных зон».

Высказанная В. В. Докучаевым мысль об аналогичности ши­ ротных и вертикальных почвенных зон нашла широкую под­ держку со стороны его учеников и последователей. Так, С. А. За­ харов в работе «Главные моменты в почвообразовании горных стран» (1914) писал о том, что закономерность эта (вертикаль­ ная зональность) выражается в том, что по мере поднятия вверх, по склонам гор, будут встречаться почвенные образования, ко­ торые развиты на равнинах более высоких широт.

Однако по мере накопления фактического материала по ис­ следованию почвенного покрова в различных горных странах выявилось известное несоответствие между схемой вертикальной зональности почв, нарисованной В. В. Докучаевым, и действи­ тельным расположением почвенных зон и отдельных почвенных типов в различных горных регионах. Выяснилась картина более сложного, географически специфического строения вертикальных

вертикальных почвенных зон прежде всего определяется положе­ нием подножия горной системы. С. С. Неуструев (1930), обсуж­ дая вопрос о вертикальных почвенных зонах в классической ра­ боте «Элементы географии почв», писал: «Почвенные комбина­ ции вертикальных почвенных зон далеко не сходны с таковыми же зон горизонтальных .. для отрицания такого сходства доста­ точно климатических различий...». И далее: «Громадное значение в характере вертикальных зон имеют общие свойства климата горной массы. Относительное положение горной страны играет часто решающую роль в ее физиономии. Это положение — изолированность от морей другими горными массивами, нахож­ дение у морского берега или в центре континента — оказывает влияние главным образом на условия влажности горного кли­ мата... Благодаря этим различиям на разных склонах одного и того же хребта мы увидим на одной высоте разные зоны». С. С. Неуструев отметил, что большое значение в формировании почвенно-растительных вертикальных зон имеет экспозиция скло­ нов. Так, например, еловые и можжевеловые леса в Тянь-Шане приурочены к северным склонам, а южные склоны заняты степью и степными почвами.

Работами С. А. Захарова на примере Кавказа и гор Средней

292

Азии было также показано, что от общей схемы расположения вертикальных почвенных зон имеются существенные отклонения. Им были введены понятия об «интерференции» (выклинивании

ивыпадении), «инверсии» и «миграции» почвенных зон. Под «интерференцией» С. А. Захаров предложил понимать случаи выпадения отдельных почвенных зон, примером чего может слу­ жить отсутствие в горах южного Закавказья горно-лесных почв

игорных черноземов между зонами каштановых и горно-луго­ вых почв.

«Инверсия» почвенных зон выражается в обратном распре­ делении почвенных зон, когда нижние зоны располагаются выше, чем это надлежит по аналогии с горизонтальными зонами. Как характерный случай «инверсии» почвенных зон можно привести пример смены в условиях вертикальной зональности пояса горно­ лесных подзолистых почв — не тундрой, а субальпийскими и альпийскими лугами на горно-луговых почвах, переходящих выше в горную тундру. Как известно, на равнинах, в условиях горизон­ тальной зональности, зона лесных подзолистых почв при движе­ нии к северу непосредственно через лесотундру переходит в зону тундровых почв.

Под «миграцией» почвенных зон подразумевается проникно­ вение одной зоны в другую (например, по горным долинам).

В 1960 г. Ю. А. Ливеровский и Э. А. Корнблюм наряду с концепцией о вертикальной зональности предложили ввести по­ нятие о «горной зональности», относящееся к более обширному комплексу природных явлений, нежели климат, растительность и почвы. Н. Н. Розов и В. М. Фридланд ввели представление о типах структур вертикальной зональности почв, а М. А. Глазовская описала 14 типов горнозональных структур для разных гор­ ных систем мира.

Глава семнадцатая

ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

17.1. Общая схема почвообразования

Почвообразовательный процесс, или почвообразование, — это сложный природный процесс образования почв из слагающих земную поверхность горных порос), их развития, функциониро­ вания и эволюции под воздействием комплекса факторов почво­ образования в природных или антропогенных экосистемах Земли.

Почвообразование начинается с момента поселения живых организмов на скальных породах или на продуктах их выветри­ вания и переотложения — водноаккумулятивных (флювиальных), гляциальных, эоловых, гравитационных наносах.

На первых стадиях процесса на скальных горных породах,

293

магматических или осадочных, первичный почвообразовательный процесс по существу совпадает с выветриванием, и формирую­ щаяся на плотной скальной породе почва физически совмещена с корой выветривания. В дальнейшем на более зрелых стадиях развития земной поверхности выветривание и почвообразование разделяются в пространстве и времени, а почва формируется лишь в самой верхней зоне коры выветривания горных пород, часто после ее образования или переотложения. При этом надо иметь в виду, что в абиотический период развития земной по­ верхности в далеком геологическом прошлом Земли выветрива­ ние протекало без почвообразования и на земной поверхности существовали коры выветривания, но не было почв.

Разделение процессов выветривания и почвообразования и, соответственно, коры выветривания и почвы как разных природ­ ных тел имеет принципиальное значение. И хотя факторы (агенты и условия) выветривания и почвообразования одни и те же и протекают эти процессы в одних и тех же термодинами­ ческих условиях земной поверхности с их соответствующей глобальной дифференциацией, как сами процессы, так и конеч­ ные результаты, продукты этих процессов разные. Кора выветри­ вания горных пород — это продукт их разрушения, трансформа­ ции минеральных компонентов, потоковой, массоразмерной сортировки и переотложения — гравиградационной седимента­ ции. Почва — это результат новообразования специфического биокосного природного тела, отличающегося от коры выветри­ вания наличием гумуса, характеристической морфологией иерархи­ ческой структурой, глобальными функциями. Подчеркивая прин­ ципиальные различия между почвой и корой выветривания, академик Б. Б. Полынов писал (1917): «Очевидно, что почва может возникать и на разрушенном граните и на дне морском,

в каждый из моментов, в который она может служить средой для развития этой жизни. Очевидно также и то, что если кора выветривания является эпохой в жизни горных пород, то почва есть не что иное, как отдельный момент этой эпохи» Соответст­ венно почвообразование — это один из частных процессов трансформации земного вещества в зоне гипергенеза в специфи­ ческих условиях педосферы.

Как скальные горные породы (массивные, плотные, массивнокристаллические, коренные породы) — продукт чисто геологиче­ ских процессов образования земной коры, так и рыхлые горные породы (рыхлые наносы, отложения, седименты, рухляк выветри­ вания) — продукт выветривания и осадконакопления, также чис­ то геологических процессов на земной поверхности, формирую­ щих остаточные (элювиальные), транзитные и аккумулятивные коры выветривания, — могут служить материнской, или почвообразующей, породой, из которой формируется почва.

В процессе выветривания, транспортировки и переотложения

294

горные породы приобретают ряд новых свойств, не характерных для исходных плотных пород и имеющих существенное значение для почвообразования: 1) из плотных, массивных образований становятся рыхлыми, раздельночастичными; 2) приобретают порозность, а вместе с нею воздухоемкость и воздухопроницае­ мость, влагоемкость и водопроницаемость; 3) наряду с первич­ ными породообразующими минералами горные породы коры выветривания содержат вторичные минералы, в том числе гли­ нистые минералы предколлоидного и коллоидного размера, яв­ ляющиеся продуктом трансформации и неосинтеза и обладающие обменной поглотительной способностью; 4) перераспределяются на земной поверхности по своему гранулометрическому, минера­ логическому и химическому составу; 5) содержат химические элементы, как биофильные, так и токсичные, в форме доступных живым организмам соединений; 6) имеют литологическую слоистость, формирующуюся в процессах выветривания, пере­ мещения и переотложения материала.

Таким образом, уже в процессе выветривания горные породы приобретают ряд свойств, существенных для формирующихся из них почв. В процессе почвообразования, накладывающегося на выветривание или следующего за ним, эти свойства получают дальнейшее развитие, трансформируясь в почвенные свойства. Рухляк выветривания, оставшийся на месте своего образования (элювий породы) либо переотложенный водными либо ветровыми потоками или силой гравитации, служит благоприятным субстра­ том для поселения низшей и высшей растительности и связан­ ной с нею фауны и, соответственно, для интенсивного развития почвообразования.

Почвообразование по существу сводится к формированию в пределах выветренной либо выветривающейся толщи исходной породы специфического строения (иерархической почвенной структуры), приобретению новообразованной почвой особых свойств и функций и постоянному динамическому воспроизводст­ ву (поддержанию) этих структур, свойств и функций в общей динамике геосферных процессов на земной поверхности.

17.2.Стадийность почвообразования

Впроцессе почвообразования каждая почва проходит ряд последовательных стадий, направление, длительность и интенсив­ ность которых определяются конкретным комплексом факторов почвообразования и их эволюцией в каждой точке земной по­ верхности (рис. 52).

Стадия начального почвообразования (1 на рис. 52) (на скальных горных породах она носит название первичного почво­ образования) обычно весьма длительна, поскольку свойства поч­ венного тела, характерные для развитых почв, еще не сформиро­ вались, мала мощность охватываемого почвообразованием суб­ страта, медленно происходит аккумуляция элементов почвенного

295

ции — это новая почва или ее новое устойчивое состояние, ко­ торые в свою очередь сменяются новыми эволюционными цик­ лами.

Развитие и эволюция почв и почвенного покрова в целом на земной поверхности протекает не случайно, а в соответствии с общей историей ландшафтов, определяемой глобальными гео­ логическими процессами, в частности глобальными климатиче­ скими, тектоническими и морфоструктурными процессами. Текто­ нические поднятия и опускания, широкомасштабные подвижки земной коры, глобальные изменения климата, континентальные оледенения служат мощными факторами эволюции почв.

Оценивая общность и различия в истории почвенного покрова континентов, В. А. Ковда (1965, 1973) пришел к заключению о том, что имеется единый путь эволюции почв и почвенного по­ крова великих водно-аккумулятивных равнин мира, связанный с их общей геологической эволюцией в направлении постепенного абсолютного или относительного поднятия (формирование мор­ ских и речных террас), усиления дренированности и обсыхания, ведущего в зависимости от климатических условий к выщелачи­ ванию, остепнению или опустыниванию почв. Отсюда родилась идея о единой эволюционной цепи почв водно-аккумулятивных равнин, проходящих в своем историческом развитии последо­ вательные стадии гидроаккумулятивного, гидроморфного, мезогидроморфного, палеогидроморфного, протерогидроморфного и неоавтоморфного почвообразования (табл. 60).

Иначе развивается почвообразование на высоких первичных эрозионных равнинах и плато, где на начальных стадиях форми­ руются примитивно-автоморфные, затем развитые автоморфные и, наконец, палеоавтоморфные почвы на мощной коре выветрива­ ния, составляющие свою особую эволюционную цепь. Своеобраз­ но развивается и горно-эрозионное почвообразование на склонах высоких горных систем, где действуют свои особые факторы эво­ люции почв (табл. 60) и для которых характерен в большинстве отрицательный баланс продуктов почвообразования.

17.3. Вынос и аккумуляция при почвообразовании

Почвообразование в определенном смысле можно рассматри­ вать как соотношение процессов выноса и аккумуляции, причем выносу из охваченной почвообразованием толщи подвергаются одни вещества, а аккумуляции в ней, относительной или абсо­ лютной, — другие.

Абсолютная аккумуляция веществ при почвообразовании — это поступление веществ в почвообразующую породу из атмо­ сферы или гидросферы и накопление их в формирующейся почве. Таким путем в почвах накапливаются углерод (фотосинтез — создание биомассы — отмирание биомассы — разложение —гу­ мификация — гумусонакопление), азот (азотфиксация — потреб­ ление организмами — отмирание биомассы — нитрификация, ам-

297