Pochvovedenie_Kovda_chast1

8.Отбеливание — процесс снятия полутораоксидных, органоминеральных или органических пленок с крупнозернистого мате­ риала и выноса этих соединений из элювального горизонта без разрушения содержащихся в нем минеральных зерен.

9.Ферролиз (элювиально-глеевый процесс) — процесс раз­ рушения глинистых силикатов при оглеении с последующим вы­ носом или сегрегацией продуктов разрушения и остаточным накоплением кремнезема; отличается от псевдооглеения отсутст­ вием мраморизации и сегрегации.

10 Элювиально-гумусовый процесс — процесс образования и частичного накопления (частичного выноса) гумуса, в составе которого существенную роль играют подвижные соединения, слабо закрепляемые катионами металлов, которых к тому же нехватает для их полного насыщения, в результате формируется так называемый потечно-гумусовый горизонт, часто с иллювиаль- но-гумусовым горизонтом в нижней части.

11. Al-Fe-гумусовый процесс — процесс мобилизации железа и алюминия минеральных пленок кислыми гумусовыми вещества­ ми и последующего выноса аморфных соединений с образова­ нием элювиального горизонта без глубокого разрушения мине­ ральной части. Согласно концепции ряда почвоведов, преиму­ щественно западных школ, — это истинное оподзоливание.

12. Коркообразование—процесс образования поверхностной сильно пористой обогащенной кремнеземом обессоленной короч­ ки в степных, полупустынных и пустынных почвах, которую ино­ гда называют «осолоделой».

V. Иллювиально-аккумулятивные ЭПП. Группа процессов аккумуляции веществ в средней или нижней части профиля элю­ виально-дифференцированных почв, включающих отложение, трансформацию и закрепление вынесенных из элювиального горизонта соединений. Вообще говоря, каждому элювиальному

2.Гумусо-иллювиальный процесс — процесс иллювиального накопления гумуса, выносимого из подстилки или из элювиаль­ ного горизонта.

3.Железисто-иллювиальный процесс — процесс иллювиаль­ ного накопления соединений (оксидов) железа, выносимого из

элювиального горизонта в ионной, коллоидной или связанной

сорганическим веществом формах.

4.Алюмогумусо-иллювиальный процесс — процесс иллюви­ ального накопления аморфных оксидов алюминия вместе с гуму­ сом, вынесенных сверху из элювиального горизонта, описанный для так называемых «криптоподзолистых» почв Центральной Европы в качестве предподзолистой стадии почвообразования (Ph. Duchaufour, В. Souchier, 1968; К. Кирица и др., 1970) при оподзоливании буроземов.

308

5. Железистогумусо-иллювиальный процесс — процесс иллю­ виального накопления аморфных оксидов железа вместе с гуму­ сом, вынесенных вниз из элювиального горизонта, характерный для песчаных подзолов.

6. Al-Fe-гумусоиллювиальный процесс (иллювиально-гумусо- вый процесс, по Б. Аарнио, Е. Н. Ивановой, В. В. Пономаревой; челювиация или хелювиация, по Ф. Дюшофуру) — антипод Al-Fe-гумусового процесса — процесс иллювиального накопления аморфных оксидов алюминия и железа вместе с гумусом, выне­ сенных вниз из подстилки или элювиального горизонта, харак­ терный для подзолов.

7.Подзолисто-иллювиальный процесс — иллювиальное на­ копление неразрушенных глинистых частиц и аморфных полу­ торных оксидов, вынесенных из элювиального подзолистого го­ ризонта.

8.Карбонатно-иллювиальный процесс — иллювиальное на­

ного накопления и обратимой коагуляции набухающих глин, на­ сыщенных в значительной степени натрием.

VI. Педотурбационные ЭПП (педотурбации). Смешанная группа процессов механического перемешивания почвенной массы под влиянием разнообразных факторов и сил, как природных, так и антропогенных.

1. Самомульчирование — процесс образования маломощного поверхностного рыхлого мелкоглыбистого (ореховатого) горизон­ та при интенсивном просыхании слитых почв, ясно отделяющего­ ся от расположенной ниже слитой почвенной массы; самомульчи­ рованный слой существует лишь в сухом состоянии, полностью сливаясь с нижележащей почвой при увлажнении.

2. Растрескивание — процесс интенсивного сжатия почвен­ ной массы при ее обсыхании с образованием вертикальных тре­ щин на ту или иную глубину, ведущий к перемешиванию почвы и ее гомогенизации на глубину растрескивания в одних почвах (например, вертисолях) либо, наоборот, к образованию гетеро­ генных профилей с разным составом и строением в заполненных трещинах в межтрещинных массах в других почвах (например,

вкриогенных).

3.Криотурбация — процесс морозного механического переме­ щения одних почвенных масс относительно других в пределах какого-либо горизонта или профиля в целом с образованием специфического криотурбационного строения.

4.Вспучивание — формирование крупноглыбистого рыхлого поверхностного слоя солевых кор (себкхов) в пустынях при об­ сыхании сульфатных солончаков.

5.Пучение — излияние на поверхность тиксотропной почвен­ ной массы в условиях криогенеза.

309

6. Биотурбация — перемешивание почвы обитающими в ней животными землероями.

7. Ветровальная педотурбация — процесс перемешивания массы различных почвенных горизонтов при ветровальных лес­ ных вывалах, приводящий к существенной гетерогенности и гете-

сложный педотурбационный процесс в вертисолях, включающий растрескивание на значительную глубину, поверхностное само­ мульчирование, перемещение одних почвенных масс относительно других с образованием поверхностей скольжения (сликкенсайдов), образование микрорельефа типа гильгаи.

9. Агротурбация — разного типа механическое перемешивание, рыхление или, наоборот, уплотнение почвы сельскохозяйствен­ ными орудиями и машинами в практике земледелия.

куничтожению ее.

1.Эрозия — процесс механического разрушения почвы под действием поверхностного стока атмосферных осадков: а) пло­ скостная эрозия, или эрозия смыва; б) линейная эрозия, или

эрозия размыва (овражная эрозия); в) ирригационная эрозия при неосторожном орошении склоновых почв.

2.Дефляция — процесс механического разрушения почвы под действием ветра (ветровая эрозия почвы), который особенно интенсивно проявляется на легких почвах (развеивание песков), но иногда и на суглинках и глинах, особенно при их пылеватом составе (пыльные бури).

3.Стаскивание — антропогенный процесс снятия почвы в верхних частях склонов и постепенного перемещения ее в нижние при машинной обработке почвы вдоль склона.

4.Погребение — засыпание почвы каким-то материалом, при­ несенным со стороны, в такой степени, что в ней прекращается почвообразовательный процесс, а новое почвообразование начи­ нается уже с поверхности погребающего старую почву насоса; погребенная почва становится при этом реликтом.

17.6. Тип почвообразования

Понятие о типе почвообразования как главном направлении развития почвообразовательного процесса в той или иной при­ родной области было введено в науку еще в начале столетия. Однако конкретное содержание его не всеми учеными понималось однозначно.

Ряд ученых полагают, что тип почвы полностью соответствует типу почвообразования. С другой стороны, К. Д. Глинка (1927), С. С. Неуструев (1930), В. Кубиена (1970) и многие другие почво­ веды считали, что типов почвообразования значительно меньше,

310

чем имеющихся на Земле типов почв, многие из которых имеют переходный характер. С. С. Неуструев, следуя К. Д. Глинке, вы­ делял всего пять типов почвообразования (латеритный, подзоли­ стый, солонцовый, степной и болотный) при значительно боль­ шем числе типов почв; В. Кубиена выделял девять типов почво­ образования, объединяющих множество типов почв. При этом имелось в виду, что типы почвообразования проявляются в раз­ ных типах почв, во-первых, в различных количественных сочета­ ниях и, во-вторых, с различной интенсивностью. Так, сочетание подзолистого и степного почвообразования дает тип серых лес­ ных почв, подзолистого и болотного — тип болотно-подзолистых почв и т. д.

Формирование почвы того или иного типа — это всегда ре­ зультат действия многих разнокачественных, часто противопо­ ложно направленных почвенных процессов, дающих в своей сово­ купности основное направление почвообразовательного процесса. Для вскрытия его характера более плодотворной представляется концепция элементарных почвенных процессов. Если принять, что общее направление почвообразования, ведущее к формиро­ ванию почвы того или иного типа, определяется в каждом кон­ кретном случае строго ограниченным комплектом элементарных почвенных процессов, т. е. каждому ГТП соответствует свой комп­ лект ЭПП, то необходимо заключить, что каждому генетическому типу почвы соответствует свой тип почвообразования. Согласно этой концепции тип почвы и почвообразования — понятия одно­ го порядка, которые не должны противопоставляться друг другу.

Концепция элементарных почвенных процессов и комплекта ЭПП как фактора, определяющего направление (тип) почво­ образования, не исключает и более широкие генетические обоб­ щения. В почвоведении существуют такие широкие понятия, как подводное, аллювиальное, гидроморфное, авто.морфное, горно­ эрозионное (горное), криогенное, степное, болотное, лесное, куль­ турное почвообразование, относящиеся к надтиповым почвенным группировкам. Есть такие понятия, как олуговение, остепнение, опустынивание, заболачивание, засоление, связанные с развити­ ем переходных типов почв; некоторые почвоведы используют такие понятия, как Al-Fe-гумусовое, гумус-иллювиальное, изогумусовое, метаморфическое, профиль-дифференцирующее, элюви­ ально-иллювиальное почвообразование и т. д.

В настоящее время понятие типа почвообразования больше всего связывается с наличием или доминированием того или иного профилеобразующего ЭПП, общего для ряда типов почв. В этом отношении можно сказать, что тип почвообразования — это преимущественное развитие какого-то профилеобразующего ЭПП. Однако для сложных полнопрофильных развитых почв, особенно с дифференцированным профилем, часто бывает трудно установить относительную роль того или иного ЭПП. Поэтому понятие «тип почвообразования» и те широкие надтиповые по­ нятия, примеры которых приведены выше, пока используются

311

в почвоведении не достаточно строго и не единообразно разными исследователями. Более строгими понятиями служат «тип почвы» и связанный с ним комплект ЭПП.

17.7. Возраст почвообразования

Современные почвы — это продукт длительной и сложной гео­ логической истории земной поверхности. Этот основополагающий принцип был сформулирован В. В. Докучаевым на заре развития генетического почвоведения. Развивая его, П. С. Коссович писал в 1911 г.: «Наблюдаемый нами современный почвенный покров земного шара должен быть рассматриваем лишь как одна из стадий в его развитии, а отдельные почвенные образования, с которыми мы имеем дело в настоящее время, в прошлом могли представлять другие формы почвообразования и в будущем мо­ гут подвергнуться существенным превращениям даже без изме­ нения внешних условий, и для полного познания всякой почвы необходимо выяснить ее генезис с самого начала ее образо­ вания».

Рассматривая абсолютный возраст современных почв, необ­ ходимо принять во внимание геологический возраст в разных точках земной поверхности, который колеблется в широких пре­ делах, практически от нуля до многих миллионов лет.

Нулевой возраст имеют поверхности суши, только что освобо­ дившиеся от покрывающей их воды, как, например, прибрежные территории в Прикаспии или Приаралье (в результате морской регрессии) либо искусственно осушаемые земли в дельтах рек (плавни Дуная, Кубани) или по морским побережьям при со­ здании польдеров. Нулевой возраст имеют поверхности, создава­ емые лавовыми или пепловыми покровами современных вулкани­ ческих извержений. Наконец, нулевой возраст имеют создавае­ мые человеком свежие срезы пород при горных или строительных работах, карьеры и насыпи.

На морских террасах, для которых точно известен их геологи­ ческий возраст, четко прослеживается возрастная последователь­ ность формирования почв — хронокатена, связанная с постепен­ ным обсыханием и относительным поднятием территории, причем четко прослеживается стадийность почвообразования от гидро­ аккумулятивного через гидроморфное, мезогидроморфное и палеогидроморфное к неоавтоморфному.

Возраст почвенного покрова равнин северного полушария со­ ответствует концу последнего материкового оледенения где-то около 10 тыс. лет назад. В пределах Русской равнины, в ее северной части, возраст почв определяется постепенным отступ­ лением ледниковых покровов на север в конце ледникового периода, а в южной части — постепенной Каспийско-Черномор- ской регрессией примерно в то же время. Соответственно воз­ раст черноземов Русской равнины составляет 8—10 тыс. лет, а возраст подзолов Скандинавии — 5—6 тыс. лет.

312

Возраст почв эрозионных рабнин Африки, где в течение по­ следнего геологического периода не было существенных ката­ строфических смен, за исключением района Рифтовой долины и вулканических нагорий, насчитывает миллионы лет. Такой же большой возраст имеет почвенный покров денудационных рав­ нин Австралии, плато Юго-Восточной Азии и Южной Америки, хотя возраст почв речных долин здесь значительно моложе, осо­ бенно в дельтах рек.

Весьма трудно судить об абсолютном возрасте почв в горах, где происходит постоянное омолаживание поверхности в резуль­ тате тектонических и денудационных процессов. Геологический возраст горных систем (каледонский, герцинский, альпийский) отнюдь не соответствует возрасту их современного почвенного покрова, который претерпевал в геологическом времени неодно­ кратные циклы обновления и вулканизма.

Для определения абсолютного возраста почв и, соответствен­ но, скорости почвообразования в почвоведении используются разнообразные подходы и методы. Наиболее надежной является, конечно, точная историческая датировка начала почвообразова­ ния, использовавшаяся еще В. В. Докучаевым для определения возраста почвы, образовавшейся на стенах Староладожской кре­ пости. Однако такие возможности встречаются довольно редко и являются исключениями, да и не дают представления о воз­ расте природных почв.

Широко использовался метод определения возраста почвы по соотношению изотопов 14С:12 С в почвенном гумусе. Принимая во внимание все оговорки по поводу того, что возраст гумуса и возраст почвы — это разные понятия, что имеет место постоян­ ное разложение гумуса и его новообразование, перемещение новообразованного гумуса от поверхности в глубь почвы, что сам радиоуглеродный метод дает большую ошибку и т. д., опреде­ ленный этим методом возраст черноземов Русской равнины можно принять равным 7—8 тыс. лет. Г. В. Шарпензеель (1968) определил этим методом возраст некоторых культурных почв Центральной Европы порядка 1 тыс. лет, а торфяников — 8 тыс. лет. Возраст дерново-подзолистых почв Томского Приобья был определен порядка 7 тыс. лет.

Радиоуглеродный метод использовался не только для уста­ новления возраста гумуса, но и возраста почвенных карбона­ тов. Так, Гай Д. Смит определил возраст карбонатных натеков

В красной пустынной почве Аризоны максимальный возраст кар­ бонатов оказался 32 тыс. лет (С. X. Боул, 1965), а в аридной почве Нью-Мексико— 18 тыс. лет (Р. В. Руэ, 1965).

В. А. Ковда и Е. М. Самойлова (1968) рассчитали возраст лугово-черноземной почвы (8,5 тыс. лет) и типичного чернозема (7 тыс. лет) Тамбовской области по скорости накопления СаСОз в почве из испаряющихся грунтовых вод. Этим же методом

313

В. А. Ковда (1946) определил возраст и скорость засоления

Шанского нагорья Бирмы по относительному остаточному на­ коплению R2О3 и нерастворимого остатка при эволюционном выветривании и почвообразовании на известняках, который ока­ зался равным 2 млн. лет (образование 10-метровой краснозем­ ной толщи).

Все перечисленные подходы и методы страдают большой не­ точностью и исходят из неизменной скорости почвообразования

инеизменности его направления в течение всего периода почво­ образования, что по крайней мере недоказуемо. Соответственно, все эти оценки должны приниматься с большой осторожностью

илишь как весьма приближенные.

Сабсолютным возрастом почв связан и их относительный возраст, т. е. степень развития почвенного профиля.

Понятие об относительном возрасте почв, хотя и не является строго определенным и вызывает многочисленные научные дис­ куссии по каждому конкретному случаю, является весьма важ­ ным в генетике почв. Рассматривая хронокатены почв в их тео­ ретической форме (см. табл. 60) либо в конкретном проявлении в природе, например современные хронокатены Прикаспия или Приаралья, можно составить представление об относительной молодости, зрелости или древности почв в соответствии с теми или иными стадиями их развития. В других случаях вопрос решается значительно сложнее. Вообще говоря, об относитель­ ной молодости или древности почв принято судить по степени развития их профиля: более мощные, более гумусированные, более выветрелые, более дифференцированные почвы считаются стадийно более зрелыми. Однако какие бы то ни было количест­ венные критерии этих различий отсутствуют.

Об относительном возрасте почв можно судить и по степени их обедненности теми или иными соединениями по сравнению

спочвообразующими породами или, наоборот, по степени акку­ муляции тех или иных соединений. Примером могут служить поч­ вы Республики Мали, где В. Н. Якушевым описаны: 1) ферраллитные почвы без латеритных железисто-бокситовых панцирей на миоценовых поверхностях с возрастом около 20 млн. лет; 2) почвы

спизолитовым железисто-бокситовым панцирем на олигоценовых плато с возрастом около 30 млн. лет и 3) почвы с мощными латеритными железисто-бокситовыми панцирями на верхнемеловыхэоценовых поверхностях с возрастом около 70 млн. лет (рис. 53). Чем старше здесь латеритные панцири, тем более они обогащены железом и алюминием и тем беднее кремнием.

314

17.8. Гетерогенность и полигенетичность почв

результат односторонне направ­ ленного превращения исход­ ной горной породы в новое природное тело — почву. С дру­ гой стороны, уже существу­ ющая почва постоянно нахо­ дится в процессе эволюции, «живет» своей особой почвен­ ной «жизнью», в ней постоян­ но происходят какие-то изме­ нения и превращения, в том числе и изменения ее морфологии.

запись истории почвообразования, которая, вообще говоря, поддается научной расшифровке, если знать «те морфоло­ гические элементы и признаки почв, которые изучены с гене­ тической стороны, относительно которых мы знаем, что они значат, чем обусловлены и каких внутренних свойств или процессов, приуроченных к данной почвенной среде, являются они указателями и символами» (Н. М. Сибирцев, 1900).

Вообще говоря, почва меняется медленнее, чем такие лабиль­ ные компоненты, ландшафта, как растительность или климат. Например, дерново-подзолистая почва, сформированная под хвойным лесом, после уничтожения леса и длительного исполь­ зования в качестве пахотного угодья все же по всем основным признакам остается дерново-подзолистой, хотя и с определенны­ ми изменениями. Многие почвы аридных районов несут в своем профиле реликтовые признаки прошлой гумидности климата. Практически во всех почвах встречаются признаки современно­ го и древнего почвообразования, что предопределяет возмож­ ность историко-генетического анализа почвенного профиля на основе докучаевской концепции о почве как «зеркале» ланд-

315

шафта, отражении или, вернее, записи его истории и совре­ менного состояния.

Реликтовые признаки почв давно и внимательно изучаются почвоведами как основа для построения исторических схем почвообразования. Сводка современных знаний по этому вопро­ су была дана В. А. Ковдой (1973). Позднее И. А. Соколов и В. О. Таргульян (1978) ввели представление о «почве-памяти» и «почве-моменте». В 1984 г. И. А. Соколов модифицировал эти понятия, разделив все почвенные свойства на три категории: «почва—память» — консервативные свойства, возникшие на бы­ лых этапах почвообразования; «почва—отражение» — устойчи­ вые свойства, сформировавшиеся на современном этапе почво­ образования; «почва-жизнь» — современные динамичные почвен­ ные признаки.

Практически все почвы на земной поверхности, имеющие голоценовый или плейстоценовый возраст, — именно такие почвы составляют до 90% почвенного покрова Земли, — имеют поли­ генетический характер. Моногенетические почвы, сформировав­ шиеся при каком-то одном неизменном состоянии факторов почвообразования, являются исключением. Моногенез — это эфе­ мерная стадия в истории почвообразования (рис. 52).

Полигенетичность современных почв, т. е. прохождение ими в процессе исторического развития ряда отличающихся по ха­ рактеру и направлению почвообразования стадий, связана с об­ щим характером геологической и геоморфологической истории современной поверхности суши Земли, которая характеризова­ лась в четвертичное время и в плейстоцене: 1) неоднократны­ ми глобальными климатическими и ландшафтными изменения­ ми (чередования ледниковых эпох и межледниковых, ксеротермических и плювиальных периодов); 2) неоднократными текто­ ническими движениями различной амплитуды и направленности (чередования интенсивной денудации и осадконакопления, дренированности и подтопления, литогенеза и педогенеза); 3) пе­ риодическими сменами (миграциями) ландшафтов в соответст­ вии с изменениями первых двух факторов; 4) антропогенной перестройкой ландшафтов на значительной части суши.

В современных почвах, как правило, сохраняются те или иные признаки прошлых стадий развития — реликты, свойства, возникшие на былых этапах эволюции при несуществующем ныне сочетании факторов почвообразования в результате дей­ ствия почвенных процессов, которые в настоящее время не идут. Таковы, например, солевые аккумуляции в аридных почвах при отсутствии современной циркуляции растворов и глубоких грун­ товых водах. В научном анализе этого явления важно различать, конечно, литореликты — свойства, унаследованные от почвообразующей породы, и педореликты — свойства, унаследованные от прошлых стадий почвообразования. Именно эти реликтовые свойства и признаки почв характеризуются понятием «почвапамять».

316

Глава восемнадцатая

БИОГЕОХИМИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ 18.1. Биогеохимические аспекты почвообразования

В предыдущей главе была рассмотрена общая схема почво­ образовательного процесса, движущей силой которого служит взаимодействие малого биологического и большого геологиче­ ского круговоротов веществ и соответствующих энергетических потоков на земной поверхности. Эти взаимодействия составляют комплекс явлений биогеохимии почвообразования, т. е. миграции и трансформации химических соединений как по вертикали в пределах почвенного профиля и подстилающей толщи горных пород, так и по горизонтали в пределах почвенного покрова планеты в целом.

Биогеохимические аспекты почвообразования определяются законом Вернадского, согласно которому миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осу­ ществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохими­ ческие особенности которой (кислород, углекислый газ, серо­ водород и т. д.) преимущественно обусловлены живым вещест­ вом, как тем, которое в настоящее время населяет данную био­ косную систему, так и тем, которое действовало на земле в те­ чение всей геологической истории. Введенное в науку в 20-х го­ дах нашего столетия В. И. Вернадским представление о биогео­ химических циклах как основе организованности биосферы приложимо и к педосфере, функционирование которой полностью определяется этими циклами.

18.2. Большой геологический круговорот веществ

Если исключить из рассмотрения относительно небольшие по объему массообмен с космосом (приток космической пыли и метеорного вещества около 1 млн. т/год, утечка в космос водо­ рода) и радиоактивный распад изотопов ряда элементов, можно считать, что общее количество атомов всех элементов на Земле постоянное, т. е. конечное. В то же время протекающие на земном шаре глобальные процессы вот уже несколько миллиар­ дов лет существования планеты вовлекают в различные преоб­ разования и перемещения земного вещества огромные массы элементов. Циркуляция элементов и замкнутость их глобальных циклов создают основу для превращения конечного содержания элементов на Земле в бесконечные глобальные миграционнотрансформационные циклы. В ранний абиотический период гео­ логической истории это были геохимические циклы; с появле­ нием жизни на Земле они были трансформированы в биогео­ химические циклы, а с появлением человека и образованием техносферы постепенно трансформировались в технобиогеохими-

317