|
|
ОглавлениеИстория изучения почв и почвенного покрова Содержание, методы, методология и задачи географии почв Структурные уровни организации почв и почвенного покрова Понятие о генезисе почв. Почвообразовательный процесс. Тип почвообразования О зональных, азональных, интразональных и внутризональных почвах Почвенно-географическое районирование (ПГР) Структура почвенного покрова (СПП) Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуПонятие о генезисе почв. Почвообразовательный процесс. Тип почвообразованияГенезис почвыГенезис почвы — это учение о происхождении и развитии почв, которое включает изучение: а) факторов почвообразования; б) сущности и механизмов почвообразовательных процессов; в) генетических свойств почв. Как известно, научное почвоведение началось с профильного изучения почв после того, как Докучаев «открыл» почвенный профиль, т. е. обосновал понятие о нем как о закономерном сочетании различных по составу и свойствам частей, так называемых генетических горизонтов, но объединенных единством своего происхождения и развития (Полынов, 1940). Почва образуется на поверхности Земли в той части биосферы, где смыкаются и проникают друг в друга три частные оболочки — литосфера, атмосфера, гидросфера — и где плотность живого вещества планеты достигает максимальной величины. Поэтому почва представляет собой биокосную систему, в которой роль живого вещества особенно велика. В. И. Вернадский показал, что в этой оболочке все основные природные процессы имеют биогеохимический характер, т. е. прямо или косвенно связаны с жизнедеятельностью всей совокупности населяющих планету живых организмов, действующих с момента возникновения жизни на Земле (более 3 млрд лет). Формирование развитого почвенного покрова начинается с силурийского периода, около 400 млн лет назад. В это время наблюдается массовый выход растений из воды на сушу, идет ее постепенное завоевывание. Под пологом наземной растительности развиваются первые полнопрофильные почвы — прототипы некоторых современных почв. С этой поры почвы участвуют в грандиозном по своему масштабу и значению процессе создания развитой биосферы Земли — преобразованной и населенной организмами части планеты, без которой существование всего того многообразия растительных и животных форм, которое мы наблюдаем сейчас, было бы невозможным. С появлением почвы в развитии литосферы Земли наступил качественно новый этап: живые организмы оказались не в состоянии успешно развиваться в неизменной среде неживой природы. Они были «вынуждены» ее переделать, внести такие преобразования, которые обеспечили бы им необходимые возможности для роста, размножения и расселения на суше, что сделало их активной силой в общепланетарном масштабе. Это произошло благодаря преобразованию почти бесплодного поверхностного слоя литосферы в плодородную оболочку Земли — педосферу. Педосфера представляет собой саморазвивающуюся систему открытого типа и одновременно одну из главных подсистем более высокого уровня организации — экзосфере. Под экзосферой суши Земли И. А. Соколов (1997) предлагает понимать неразрывное единство сопряженных во времени и в пространстве литосферы, педосферы, биосферы, атмосферы и гомосферы. Гомосферу нужно рассматривать как начальный этап формирования ноосферы, когда деятельность человека уже приобрела значение глобального фактора эволюции экзосферы, но еще не стала разумной. Можно говорить о трех основных этапах формирования экзосферы Земли. В первый, самый продолжительный этап, который начался около 3 млрд лет назад и завершился, как мы отмечали, в силурийский период, формировалась абиогенная экзосфера и абиогенная геодерма (кожа Земли). Мощные толщи поверхностных реголитов возникли в результате экзогеннного выветривания (физического или химического под действием агрессивных атмосферных осадков), гидротермального метасоматоза, вулканических извержений, водного и эолового седиментогенеза и др. Педосфера появилась под воздействием мощного фактора — биогенеза — как результат взаимодействия литосферы и биосферы. Третий этап — гомосферный, самый короткий, так как одним из решающих факторов глобальной экзосферы человеческая деятельность стала только в последние десятилетия, но и самый бурный, так как возникновение гомосферы внесло принципиально новый мотив в формирование экзосферы. Природа — саморегулирующаяся система, все ее компоненты за длительное время «притерлись» друг к другу и образуют гармоничное единство, о котором писал В. В. Докучаев (1954). Антропогенные воздействия нарушают эту гармонию. Природа не выработала механизмов противодействия чуждым ей техногенным нарушениям, их последствия наступают быстро, катастрофично, необратимо, и обычно они трудно предсказуемы. Это в полной мере относится к почвенному покрову. Современная геодерма — результат взаимодействия процессов, действовавших на протяжении всей ее истории, — от начального абиогенного этапа и до наших дней. Помимо собственно педогенеза геодерма формировалась и формируется всей совокупностью процессов экзогенеза (седиментогенез, диагенез, выветривание, денудация, гидрогенная миграция и др.), эндогенеза (гидротермальный метасоматоз в самом широком понимании) и антропогенеза (техно- и агрогенез) (диагенез — совокупность процессов преобразования рыхлых осадков в осадочные горные породы, метасоматоз — изменение горных пород под действием водных (жидких или газовых) растворов с привнесением в изменяющиеся породы новых компонентов). Педосфера в целом наследует итоги допочвенного этапа развития геодермы. История почвенного покрова любой территории — это история превращения пород в почвы. Современная геодерма образована закономерным чередованием почв и пород в пространстве и во времени: в плане и в вертикальном профиле геодермы почвы постепенно сменяются породами; почвообразование и экзогенез былых эпох готовили материал для современных почв и реголитов, современное почвообразование готовит материал для будущих пород. Почвообразование начинается с момента поселения живых организмов на скальных породах или на продуктах выветривания и переотложения — водноаккумулятивных (флювиальных), гляциальных, эоловых, гравитационных. На первых стадиях процесса на скальных горных породах, магматических или осадочных, первичный почвообразовательный процесс, по существу, совпадает с выветриванием и формируется на плотной скальной породе; почва физически совмещена с корой выветривания. В дальнейшем на более зрелых стадиях земной поверхности выветривание и почвообразование разделяются в пространстве и во времени, а почва формируется лишь в самой верхней зоне коры выветривания горных пород, часто после ее образования и переотложения. При этом надо иметь в виду, что абиотический период развития земной поверхности в далеком геологическом прошлом Земли протекал 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 природных тел имеет принципиальное значение. И хотя факторы (агенты и условия) выветривания и почвообразования одни и те же и протекают данные процессы в одних и тех же термодинамических условиях земной поверхности с их соответствующей глобальной дифференциацией, но как сами процессы, так и конечные результаты, продукты этих процессов разные. Кора выветривания горных пород — это продукт разрушения, трансформации минеральных компонентов и их переотложения. Почва — это результат новообразования специфического биокосного тела, отличающегося от коры выветривания наличием гумуса, характеристической морфологией (специфическим строением), иерархической структурой, глобальными функциями. С того момента, когда на смену абиотическому выветриванию пришло выветривание с участием организмов, можно констатировать, что почвенное выветривание стало доминирующим, главенствующим в процессе преобразования литосферы. По существу, мы имеем дело с биогеохимическим выветриванием. В данном процессе почва принимает как косвенное, так и непосредственное участие. Косвенное. Косвенная роль заключается в том, что без почвы, являющейся основной средой обитания организмов суши, активное биохимическое изменение литосферы было бы по существу невозможно; живые организмы и их метаболиты без почвы не представляли бы глобального фактора преобразования лика Земли. Непосредственное участие почвы многопланово. Почва выступает как поставщик органических кислот специфической и неспецифической природы, возникающих в процессе гумусообразования. Важными агентами разрушения и изменения минералов литосферы являются попадающие в почву продукты жизнедеятельности обитающих в ней микроорганизмов и т. д. Благодаря воздействию почвенных агентов выветривания на поверхностную часть литосферы происходит перевод законсервированного в массивные глыбы и кристаллические решетки вещества литосферы в подвижное состояние. Одна из важнейших форм мобилизации вещества поверхностных слоев литосферы — перевод значительной его части в коллоидальные и истинные растворы, обладающие высокой миграционной активностью и способные перемещаться с водными потоками через континентальные пространства до глубинных зон Мирового океана. В результате длительного воздействия почвенных агентов выветривания и мобилизации вещества земной коры достигается одно из главнейших условий динамичного развития и функционирования зоны гипергенеза — образование фонда лабильных соединений и элементов, создающего необходимые предпосылки для различного типа миграции веществ и круговоротов (термин «гипергенез» предложен А. Е. Ферсманом для обозначения всех процессов изменения минералов и горных пород в поверхностной части литосферы). Другим важным следствием почвенного выветривания оказывается резкое возрастание удельной поверхности преобразованных почвообразованием исходных массивно-кристаллических пород. Под влиянием мобильных продуктов почвообразования в зоне гипергенеза идет активный синтез различных минералов и соединений, а также концентрация ряда элементов. Мобилизованный в ходе выветривания кремнезем, выпадая из раствора, в определенных условиях постепенно кристаллизуется по схеме: опал — халцедон — кварц. Особое место среди вадозных соединений (образуются в верхней оболочке литосферы, в зоне выветривания) занимают соединения железа. Генезис любой почвы состоит как минимум из трех последовательных стадий: 1) начало почвообразования, называемое первичным почвообразовательным процессом; 2) стадия развития почвы, на которой субстрат материнской породы последовательно приобретает характерные почвенные признаки. Отсутствие равновесия на данной стадии — причина развития почвообразовательного процесса; 3) стадия сформированной (зрелой) почвы, на которой преобладают циклически обратимые процессы. На данной стадии свойства почвы и уровни биопродуктивности соответствующих биогеоценозов относительно стабильны вследствие близости почвы к равновесию с факторами среды. |
||||||||||||||||||||||
