Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Плодородие почв экологические, социальные и почвенно-генетические особенности. Монография
.pdf
281
менениях климатических условий с увеличением температуры воздуха,
суммы атмосферных осадков и уменьшением суммы отрицательных температур воздуха. Характерные прогнозы на 2050 г.: температура января
увеличится на 2,7-2,8°, июля - на 4,0-4,8°, количество осадков - на 120 мм.
В географическом плане климатические условия в значительной
степени определяют ландшафтную обстановку региона при воздействии на
все факторы среды. Э.Г.Коломиц (1985) считает, что, прежде всего это
скажется на растительности и почвах, причем вначале на растительность и значительно позже на почвах. При этом должна происходить
перестройка природных зон.
К.И. Кобак, Н.Ю. Кондрашева, И.Е. Турчинова (2002) прогнозируют изменение природных зон при увеличении температуры воздуха на
1,4 и 2,4°. Площадь степей и полупустынь возрастает на 20,3 и 15,8 %, если
температура воздуха поднимется на 1,4° и на 18,8 и 16,5% при повышении
температуры на 2,4°С.
В.Д. Панов, П.М. Лурье, Ю.А. Ларионов (2006) рассчитали изменение
границ ландшафтных зон территории Ростовской области по разным сценариям. К 2050 г. протяженность степного ландшафта уменьшится на 65-165
км, сухостепного -увеличится на 55-165 км, полупустынного - на 10-15 км.
Возрастут суммы положительных температур выше 10°, составив 40604740°. Количество атмосферных осадков изменится с 320-420 мм. в 1970 г.
до 420-520 мм в 2050 г.
О почвенных прогнозах. Почвенные прогнозы постоянно привлекают внимание исследователей и практиков и необходимы для решения
конкретных задач. Под почвенным прогнозированием понимается научное
представление о динамике и характере изменения свойств почвы и структуры почвенного покрова во времени и пространстве в связи с изменением
факторов природной среды. Факторы же природной среды изменяются в
282
силу естественного развития биосферы в ее биоклиматическом и геологогеоморфологическом многообразии, а также под воздействием деятельности человека. Антропогенность изменения факторов в последнее время приобретает решающее значение.
Современное экологическое почвоведение в соответствии с развитием
научной базы дает возможность прогнозировать изменение почвенных условий в связи с орошением, осушением, распашкой, выпасом скота, применением удобрений и мелиоративных приемов, лесных рубок деревьев,
созданием каналов, дренажных систем, водохранилищ и др. Особый
опыт приобретенный человечеством в результате проб и ошибок,
имеет ирригационная деятельность (Степанов, 1979). Большую
роль в современном прогнозировании имеют мониторинговые исследования и наблюдения.
Однако сейчас нет ответа на вопрос: сколь велико влияние климата
на систему факторов почвообразования и на почву, но не в плане общего
развития почвенных масс до квазиравновесного состояния, которое охватывает периоды 1-2 тысячелетий, а в ближайшее ощутимое современниками
время.
Системное квазиравновесное состояние почвенного покрова. Со-
временная природа поверхности Земли представляет сложную материальную систему, в которой все ее части воздействуют друг с другом, взаимосвязаны и взаимообусловлены. Географическая иерархия природных систем предопределяет их самостоятельность и соподчиненность одновременно. Внутренние и внешние компоненты почвы как природной системы находятся в процессе их постоянного обмена веществами и энергией,
что предопределяет генезис почвы до квазиравновесного состояния и в то
же время ее изменчивость при направленном одностороннем изменением
условий среды, в том числе и климата конкретной территории.
283
Возможное преобразование почв в связи с климатом детерминирова-
но в двух направлениях:
изменение фито - и зоосостовляющих ландшафтов, продукты жизнедеятельности которых взаимодействуют с почвенной массой; - непосредственное влияние на почвенные горизонты энергетической компоненты климатических условий и притока атмосферных осадков, вносящих изменения в
водный режим почвы.
Какое же необходимо время воздействия изменяющихся климатических условий, для того чтобы возник фиксируемый материальный
эффект в сложившейся современной ситуации? Зональные биоценозы при
их нарушении восстанавливаются до квазиравновесного состояния за период от 20 (степь) до 100 (лес) лет. При этом практически не фиксируется изменение почвенной компоненты. Возникновение при восстановлении
почвы после полного разрушения занимает отрезок 1000-1500 лет. На
этом пути составляющие компоненты почвы вступают в равновесие в разные промежутки времени. Например, гумусовое состояние профиля, реакция среды при промывном водном режиме, емкость катионного обмена
относительно быстро достигают своей завершенности (около 100 лет). Та-
кие показатели как карбонатность и ее элювиально-иллювиальное проявление в почвах с периодически промывным водным режимом весьма медленно приходят к равновесию. Наконец, явления оглинивания и другие превращения первичных минералов во всех зональных почвах всех биоклиматических поясов, кроме гумидных тропиков, далеки от своей полной завершенности, которая в природе проявляется как ферраллитная масса с остаточным первичным кварцем и с каолиновым глинистым насыщением. Приходится констатировать, что даже казалось бы завершенные в своем
зональном развитии почвы суббореальных территорий, воспринимаемые
как климаксные, квазиравновесные черноземы, каштановые, буроземы и др.
284
при глубоком анализе их вещественного состава еще не в полной мере достигли системного равновесия.
Следовательно, в современных почвах всегда присутствуют компоненты состава, вступившие в равновесие с окружающей средой, находящиеся на пути к завершенности развития и, наконец, постоянно меняющиеся в зависимости от погодных условий (почвенный раствор, воздух и др.).
Их взаимодействия и взаимосвязи настолько сложны и многообразны, что
кратковременные, в 50-100 лет, изменения климатических условий не могут
нарушить стабильности почвенной массы, несмотря на некоторое изменение ее отдельных компонентов. Почва воспринимается как стабильный
фундамент объективного бытия несколько изменяющихся биоценозов в
связи с климатическими факторами. Таким образом, важнейшим аспектом трансформации свойств почвенной массы в связи с изменением
условий внешней среды являются возрастные характеристики включения
конкретных показателей почвенного профиля в квазиравновесное состояние или время прохождения различных стадий развития почвы до климаксного состояния. Современные изменения климата не найдут материальных
следов в почвенном профиле.
Высокая буферность почвенных масс и естественное варьиро-
вание их характеристик - основа стабильности почвенного покрова.
Под буферностью почвы следует понимать не только ее устойчивость к изменению реакции среды, но и противостояние отдельных ее компонентов
внешним условиям. Безусловно, рН почвы во многом определяет направленность генетических процессов, а изменчивость величин реакции среды
в пределах определенного таксономического уровня почвы среди других
характеристик является наименее варьирующим показателем. Обычно
по данным статистического анализа для почв Северного Кавказа типичные
285
значения коэффициентов вариации на подтиповом почвенном уровне для
рН изменяются в пределах от 5 до 12 %, тогда как для гумуса 16-33, поглощенных оснований 19-33, морфометрии 13-24 %(Вальков, 1977).Почвы обладают широкой и глубокой емкостью впитывания факторов внешней среды без заметного фиксируемого инструментально изменения своих характеристик. И чем выше глинистость почвы, особенно обусловленную
смектитовыми минералами, и чем больше в почве органических веществ
гуминовой природы, тем выше устойчивость почвы к внешним условиям.
Емкость впитывания внешних воздействий почвой или ее буферность
столь велики, что изменение и тем более колебания факторов внешней
среды не определяют сразу же адекватное реагирование генетических и
экологических характеристик почвенной массы. Это только начало процесса перехода всей системы в новое квазиравновесное состояние, которое для
каждого компонента почвы имеет неопределенно длительный, разный, но
долгий промежуток времени.
Так, явление оглинивания предопределяет изменчивость многих
свойств почвенного субстрата. Возрастание глинистости мелкозема повышает поглотительную способность почв и изменяет системные связи с
почвенным раствором. Большинство внетропических зональных почв по
минеральному составу еще весьма далеки от идеального климаксного состояния, хотя рассматриваются как вполне сформированные квазиравновесные образования, гармонично входящие в ландшафтные комплексы.
Сложившиеся веками типичное варьирование почвенных показателей устойчиво противостоит направленному изменению климатических
условий, особенно в пределах каждого основного типа увлажнения. Для
Юга России непромывной водный режим соответствует количеству осадков
менее 300-360 мм, периодически промывной 360-700 мм и промывной осадков более 700-800 мм. В то же время изменяющиеся количество осадков
286
в последнее столетие в сторону их увеличения сопровождается потеплением
климата, что неизбежно предопределяет устойчивость самих типов водного
режима, следовательно, и конкретных почв, в которых лимиты вариации содержания и свойств почвенных компонентов перекрывают друг друга и отдельные компоненты могут быть однозначны в разных почвах. В целом же
индивидуальность почвы сохраняется, даже при некотором изменении отдельных диагностических данных в пределах типичного варьирования лимитируемых границ статистических дат. Типичное варьирование почвенных
характеристик, генетически свойственное конкретным подтипам на конкретной территории, столь значительно, что возможные флуктуации их,
связанные с варьированием климатических условий, с абсолютной вероятностью будут укладываться в подтиповые критерии диагностики конкретного подтипа почвы. В то же время почва остается сама собой, несмотря на
различные отклонения в ее свойствах, которые могут укладываться в естественное варьирование и даже превосходить его. Изменчивость одного какого-либо показателя не всегда изменяет системное положение почвы в
ландшафтной среде. Например, повсеместная распашка черноземов резко
уменьшила в них содержание гумуса и его запасы, в среднем на 30-35 % по
России, однако, черноземы в своем подтиповом выражении остались черноземами.
Биоценотическая составляющая природной среды представляется решающим компонентом в ответной реакции на изменение климатических
условий. Очень постепенная ответная реакция биоценоза на климатические
и погодные условия предопределяют еще более замедленную реакцию поч-
венной среды. Настолько замедленную, что в природе постоянно наблюдается явление, когда существующие биоценозы располагаются на
287
несвойственных им почвах. Например, леса на черноземах, луга на почвах
лесных типов и др. Особенно этому способствуют антропогенные факторы.
Для Юга России фации черноземов и каштановых почв очень теплых кратковременно примерзающих формируются в пределах суммы температур более 10° от 3100 до 3800°, субтропических почв от 3800 до 4900°
ВД. Для почвенного подтипа характерны также свои пределы или типичные
значения количества выпадающих осадков. Типичная изменчивость биоклиматических условий современности накладывается на изменчивость
почвенных характеристик, усиливая консервативность почвенных субстратов тем больше, чем шире пределы конкретного таксономического уровня почвы, т.е. от почвенного индивидуума (педона) до совокупности видов
в пределах рода «обычные» того или иного подтипа. Вопрос о генетической трансформации почв в связи с изменением климата может рассматриваться скорее всего на видовом уровне.
Подтиповая изменчивость почв даже в палеопочвоведении не имеет
объективного подтверждения. Древние почвы в первозданном виде не фиксируются. Исследования захороненных под курганами 2 тыс.-летней
давности почв степных и сухостепных районов показывают практически их
полную идентичность современным. Таким образом, восприятие изменчивости конкретных почв затруднено показателями типичных значений факторов почвообразования, при которых образуются почвы, и показателями
типичных значений самих почв. Все характеристики неоднозначны, а имеют
пределы «от» и «до», причем типичные значения статистически включают
50 % дат. Формирование подтипов, а тем более типов автоморфных почв,
например, черноземов, каштановых, бурых лесных и др. определяется
широкими пределами биоклиматических условий, намного превосходящими возможное прогнозируемое потепление и изменение количество выпа-
288
дающих осадков. В связи с этим изменение в почвенном покрове вряд-ли
можно зафиксировать.
Экономическое плодородие и климатическая изменчивость. На-
блюдаемые изменения климатических условий ни в какой мере не определяет эффективное плодородие современных почв. Об этом свидетельствует ретроспективный анализ урожайности зерновых культур на Северном
Кавказе (Чешев, Сухомлинова,2005).В начале XX века богатейшие и высокогумусные черноземы Дона и Кубани давали повсеместно урожайность зерновых менее 10 ц/га, тогда, как сейчас на этих черноземах средней
обычной нормой считается 30-40 ц/га (на Кубани даже 50, на Дону меньше). В середине XIX века урожайность зерновых была очень низкой. В
Воронежской губернии в Области Войска Донского она составляла: яровая
пшеница 4,9-5,0 ц/га; озимая пшеница 5,1-6,2 ц/га.
Ретроспективный анализ урожайности производства зерна в России
показывает: исторический рост урожайности и эффективного плодородия
почв неизбежен. Главным же является прогрессивная оптимизация развития
производительных сил и производственных отношений в условиях благоприятных погодных характеристик каждого года. Подчеркнем, что
средняя многолетняя урожайность зависит от социальноэкономических условий, культуры земледелия, развития производительных сил общества. Все это определяет в значительно большей степени производительность земли, чем варьирование биоклиматических факторов.
2007 год в Ростовской области отмечался как уникально засушливый.
В весеннее-летний период практически не было дождей. Результативность
земледелия по зерновым культурам крайне варьировала. Однако, некоторые хозяйства получили урожайность озимой пшеницы порядка 30 ц/га,
что всегда считалась высокой. Простой подсчет показывает, земледелец в
полной мере использовал запас зимней влаги, которую накопил чернозем к
289
апрелю месяцу. Количество воды, которое способен удержать чернозем
на уровне наименьшей влагоемкости (НВ) при пересчете на транспирационный коэффициент пшеницы как раз и соответствует полученной урожайности в 30 ц/га. Борьба за влагу, ее накопление и сохранение как часть
высокой современной культуры земледелия – явились залогом успешной
результативности земледельца и чернозема.
Таким образом, на основе анализа общих генетико-субстантивных
закономерностей функционирования почвенного покрова в системном
взаимодействии с окружающей средой следует, что современное изменение климатических условий мало вероятно будет способствовать фиксируемому изменению почвенной среды. Существующему и предсказуемому потеплению и некоторому увеличению количества выпадающих осадков противостоит комплексное многофакторное системное квазиравновесное состояние почвенного покрова и его отдельных компонентов. Естественное варьирование характеристик почвы укладывается в пределы
происходящих климатических изменений. Экономическое плодородие
почв в значительно большей степени определяется социальноэкономической ситуацией общества, чем изменение климата. Фиксируемые изменения почвенных свойств как в сторону их деградации, так и оптимизации экологической ситуации на современном этапе социального и
экономического развития в большей степени определяется антропогенным воздействием, чем климатическими флуктуациями. В целом для Юга
России возникает тенденция усиления черт субтропичности, которая в вековых циклах развития проявится в некоторой интенсификации процессов оглинивания в степных почвах и процессов ферритизации в лесных
почвах.
290
ЛИТЕРАТУРА
1. Агеев В.Н., Вальков В.Ф., Чешев А.С., Цвылев Е.М. Экологические
аспекты плодородия почв Ростовской области. Учебное пособие
для стедентов вузов. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦВШ, 1996.
199с.
2. Александрова Л.Н. Органическое вещество почв и процессы его
трансформации. М., 1980. 286 с.
3. Базилевич Н.И. Биологическая продуктивность экосистем Север-
ной Евразии. М.: Наука, 1993. 293 с.
4. Базыкина Г.С., Овечкин С.В. Миграционнно-мицелярные чернозёмы
различных экосистем в аномальных погодных условиях последних
десятилетий / Деградация богарных и орошаемых черноземов под
влиянием переувлажнения и их мелиорация / Науч.тр. – М.: АПР,
2012.-С 90-106.
5. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. Ростов н/Д:
Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. 228 с.
6. Безуглова О.С., Назаренко О.Г. Генезис и свойства мочаристых почв
Предкавказья // Почвоведение, 1998, № 12. С. 1423-1430.
7. Благонравов П.П. Выбор участка для закладки виноградника и
подбор сортов. М. Пищепромиздат, 1958. 166 с.
8. Вальков В.Ф. Генезис почв Северного Кавказа. Ростов-на-Дону:
изд-во РГУ, 1977. 160 с.
9. Вальков В.Ф. Гомогенизация профиля почв как генетическое явле-
ние//Экология и биология почв. Материалы международной научной конференции. Ростов-н/Д: Изд-во Ростиздат. 2005.с.82-83.
10. Вальков В.Ф. Почвообразовательный процесс выщелачивания и
его генетическая и экологическая значимость / Сб. трудов биоло-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]