Ковда В.А., Розанов Б.Г. (ред.) Почвоведение. Часть 1 Почва и почвообразование

Подождите немного. Документ загружается.

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 агроэко-

системы, 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 почвооб-

разователи 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

Рис 51 Схемы почвенных зон Северного полушария (В В Докучаев, 1899)

1 — бореальная (арктическая зона), 2 — лесная зона, 3 — зона черноземных степей

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 почвен-

но географических представлений

10-817 289

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 бореаль-

ном поясе, зону тайги с подзолистыми, болотно-подзолистыми

и болотными 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

и выщелоченных 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, такы-

ровидными 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

Кавказа он писал (1899); «Так как вместе с поднятием мест-

ности всегда закономерно изменяется климат, и растительный,

и животный мир — эти важнейшие почвообразователи, то само

собой разумеется, что так же закономерно должны изменяться

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

почвенных зон и их неполная адекватность широтным зонам.

К. Д. Глинка (1910) установил, что ряд и последовательность

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

и выпадении), «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

и горных 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. Глазов-

ская 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 (флювиаль-

ных), 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,

т. е., другими словами, может возникать всюду, где горная

порода приходит в сопрокосновение с органической жизнью, и

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, массивно-

кристаллические, 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 почвооб-

разующей, 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

В процессе 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

плодородия, профиль лишь в

слабой степени дифференциру-

ется на генетические горизонты.

Начальное почвообразова-

ние сменяется стадией разви-

тия почвы (2 на рис. 52), ко-

торая протекает с нарастающей

интенсивностью, охватывая все

большую толщу почвообразую-

щей породы вплоть до форми-

рования зрелой почвы с харак-

терным для нее профилем и

комплексом свойств. К концу

этой стадии процесс постепен-

но замедляется, вернее, приходит к некоторому равновесному

состоянию, определяемому комплексом факторов почвообразо-

вания и внутренних почвенных свойств. При этом достигается

третья стадия, стадия равновесия — климаксное состояние (3 на

рис. 52), длящееся неопределенно долго. В климаксном состоя-

нии поддерживается более или менее постоянное динамическое

равновесие почвы со средой, т. е. с существующим комплексом

факторов почвообразования.

На каком-то этапе климаксная стадия сменяется эволюцией

почвы (4 на рис. 52) в результате саморазвития экосистемы, в

которую она входит в качестве одного из компонентов, либо в

результате изменения одного или нескольких факторов почво-

образования — климата, растительности, характера грунтового

увлажнения, под влиянием распашки территории, орошения или

осушения и т. д. Стадия эволюции почвы может быть сопостав-

лена со стадиями развития и ведет к какому-то новому климакс-

ному состоянию. При этом образуется новая почва с новым про-

филем и новым комплексом свойств. Примеры эволюции одних

типов почв в другие многочисленны и хорошо изучены: формиро-

вание луговых почв из болотных при обсыхании территории или

каштановых почв и черноземов из луговых при остепнении; пере-

ход солончака в солонец при рассолении; оподзоливание

буроземов; заболачивание автоморфных почв и т. д. В данном

случае почва образуется не непосредственно из почвообразу-

ющей породы, а из предшествовавшего какого-то вида почвы.

Таких циклов почвообразования на одном и том же субстрате

может быть несколько. В профиле таких полигенетических (поли-

циклических) почв обычны унаследованные реликтовые черты

и признаки, не связанные с современным этапом почвообразо-

вания.

Эволюция почвы может идти в разных направлениях: по пути

нарастания мощности почвы или по пути ее уменьшения, по пути

засоления почвы или ее рассоления, по пути деградации почвен-

ного плодородия или его нарастания. Все это определяется

конкретными природными ситуациями. Очередной этап эволю-

те

ВРЕМЯ почбоодраэодания

Рис 52 Стадии почвообразования:

1 — начальное почвообразование, 2 —

развитие почвы, 3 — климаксное состоя-

ние I,4 — эволюция почвы по пути а или

б, 5 — климаксное состояние И (а или б),

6 — новая эволюция почвы по пути в, г, д

или е, 7 — климаксное состояние III

(в, г, д или е)

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, мезо-

гидроморфного, 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