Зеркало ландшафта

Карпачевский Лев Оскарович

Эта общность процессов послужила основой для одной важной в теоретическом плане дискуссии. Как известно, В. В. Докучаев среди процессов почвообразования главным считал формирование профиля, типичного для каждой почвы со всеми свойственными ей горизонтами. Именно в формировании профиля В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев видели суть почвообразования. Другая школа почвоведов, основоположником которой был П. А. Костычев, рассматривала почву как среду обитания растений. Костычев определял почву как слой породы, в котором распространены корни растений. Р. В. Ризположенский усилил это определение, назвав почвой «границу между живой организованной и неживой материей». В этом определении — характерная черта биокосных тел. Ризположенский даже выделил твердые, жидкие и газообразные почвы, что опять-таки соответствовало биокосным телам и экосистемам. Н. М. Сибирцев выступил против такого отождествления

биокосных тел с почвой. Только в твердом биокосном теле — почве идут процессы собственно почвообразования, формирования специфического профиля с гумуси-рованным верхним слоем. Поэтому почвы не могут быть жидкими и газообразными. Среда для выращивания растений может быть разной, но почвы только твердыми.

В дальнейшем определение почвы Докучаева было принято во всем мире, и взгляды Докучаева успешно разрабатывали его ученики, что в конечном счете привело к созданию учения о биосфере и биогеоценологии. Как часто бывает в науке, казалось бы, непримиримый оппонент Докучаева П. А. Костычев стал основателем школы почвоведов, существенно дополнивших, а затем и влившихся в «докучаевское» почвоведение. Почвоведы этой школы начали разрабатывать теорию почвенных процессов.

В лесопарке Тимирязевской сельскохозяйственной академии растут две лиственницы, около которых стоит мемориальная доска, напоминающая посетителям, что эти лиственницы посажены академиком Д. Н. Прянишниковым и его другом профессором П. С. Коссовичем. После окончания академии Коссович стал профессором в Лесном институте в Петербурге, на кафедре, которую организовал П. А. Костычев. Рассматривая образование почв как длительный процесс преобразования материнской породы, П. С. Коссович выделил шесть типов почвообразования: пустынный, сухостепной, степной, лесо-луговой, тундровый и тропический-субтропический. Для каждого типа почвообразования характерна своя группа типов почв, включающая несколько почв, образующихся в сходных климатических условиях. Например, для пустынного почвообразования характерно формирование примитивных пустынных почв, песчаных пустынных, сероземов, такыров — солонцеватых глинистых почв и др. Для сухостепного почвообразования типичны каштановые и бурые степные почвы, для степного — черноземы, лугово-черноземные почвы, солонцы, для лесного — бурые лесные, серые лесные, дерново-подзолистые, подзолистые и пр. П. С. Коссович считал, что природные процессы, идущие в этих почвах, отражают условия почвообразования. Сами процессы, по Коссовичу, складываются из уже известных нам простых процессов: гумусообразования, выщелачивания, разрушения почвенных минералов и выноса продуктов разрушения. Естественно, что условия формирования почв (климат и физические свойства породы) влияют на почвообразование. Как теперь принято говорить, в названиях типов почвообразования, предложенных П. С. Коссовичем, были закодированы почвенные процессы, специфические для каждой климатической зоны.

Ученик П. С. Коссовича и его преемник по кафедре академик К. К. Гедройц раскрыл сущность некоторой части почвообразовательных процессов. Он показал, что почвы содержат кальций, магний, натрий и другие катионы в поглощенном состоянии. При определенных условиях эти катионы меняются друг на друга. Все дело именно в этих условиях. Так, например, в северных широтах в почвах содержится много воды, органических кислот, и водород этих кислот поступает в почву, вытесняя кальций. Последний выщелачивается из почвы, и она становится кислой. В южных почвах избыток в почвенных растворах натрия может привести к вытеснению кальция натрием и превращению каштановой почвы или солончака в солонец. Учитывая все эти процессы, Гедройц разделил почвы мира на группы по преобладанию в них кальция, натрия, водорода в обменном состоянии.

Преемник и ученик К. К. Гедройца профессор А. А. Роде разработал уже целое учение о почвенных процессах. Он выделил, как уже отмечалось, микро- и макропроцессы. К первым он отнес процессы гумификации, выщелачивания, разрушения первичных и вторичных минералов, ко вторым — соответственно образование почвенных горизонтов (процессы оглеения, оподзоливания и пр.).

Академик И. П. Герасимов макропроцессы назвал элементарными почвенными процессами и к ним отнес помимо других процессы торфообразования, выщелачивания, гумусонакопления, оглеения, оподзоливания и другие.

Выделить процессы теоретически можно, но практически эта задача очень сложна. Обычно почвовед описывает почву и на основании присутствия в профиле того или иного горизонта выделяет главный процесс. Как видно из названия самих процессов, все они диагностируются по почвенным горизонтам. Получается подобие логического круга:

выделяют специфический горизонт, по нему определяют процесс и считают, что горизонт образовался в результате выделенного процесса. Но уже сейчас ясно, что один и тот же признак почвы, а также один и тот же горизонт могут быть связаны с разными процессами. Например, осветленный горизонт может быть унаследован от материнской породы: двучленные отложения с более светлым облегченным слоем сверху. Но осветленный горизонт может быть связан и с воздействием переувлажнения: вода, застаиваясь, переводит бурые окислы железа в светлую закись. Причина осветления может быть и другой — из слоя почвы выщелочены соединения железа. Все три причины могут действовать и одновременно.

К сожалению, наблюдения за почвенными процессами непосредственно начались не так давно, не более ста лет назад. Поэтому все выводы о самих процессах и их последствиях построены либо на гипотезах, либо на модельных опытах. Академик С. И. Коржинский заметил, что около корней деревьев в серых лесных почвах субстрат светлее, оподзоленнее. И он сделал вывод об оподзоливающем влиянии деревьев на почву. Эта точка зрения была подтверждена экспериментально П. А. Костычевым, показавшим, что если на чернозем положить опад дубовых листьев, а затем пропускать сквозь них воду, то почва светлеет, оподзоливается. Но и количество воды и масса опада были намного больше тех реальных величин, с которыми мы встречаемся в природе (к тому же опыты проводили при комнатной температуре). В природе такое переувлажнение бывает главным образом весной при низких температурах. Поэтому считать опыт Костычева абсолютно доказательным нельзя. Кроме того, накопились данные об образовании черноземов непосредственно под лесом.

В 90-х годах прошлого века начались широкие работы по разведению лесов в степи. В Каменной степи, в других местах черноземной зоны В. В. Докучаев посадил лесные полосы. Через пятьдесят лет исследователи не смогли найти следов оподзоливания в почвах под этими полосами.

Не простая задача — оценить, насколько процесс является циклическим. Но важность такой оценки очевидна. Если процесс цикличен, то, зная этот цикл, можно предсказать значение данного свойства почвы в любой момент цикла. Можно не беспокоиться особо об этом свойстве — оно вернется к исходному значению в конце цикла.

На основании наблюдений к цикличным относят процессы структурообразования, изменения влажности, гумусонакопления, азотфиксации и некоторые другие. Но и у этих процессов может быть остаточный эффект, который проявится через несколько сот лет. Поэтому так трудно оценить реальную эволюцию почв и почвенного покрова.

Можно предположить, основываясь на теперешнем строении почвенного покрова, что и в доисторическое время шла геологическая эрозия почв, которая сглаживала рельеф, погребала почвы склонов, но смыв почвы на водоразделе восполнялся включением в почвообразование новых слоев подпочвы.

Происходили в природе и катастрофические явления, катаклизмы — извержения вулканов, землетрясения, селевые потоки, оползни. В результате этих катастроф страдали почвы иногда на больших территориях. Например, Камчатка, Японские острова, частично Большие Зондские острова и другие территории неоднократно погребались вулканическим пеплом. Но в тех местах, где не было катастроф, почвы развивались в течение всего времени, пока данная территория представляла собой сушу, однако же и здесь постоянно происходили процессы эрозии. Например, в тропиках мощность почвы непрерывно росла, выветривание захватывало все более глубокие слои земли. Круговорот веществ в тропических биогеоценозах способствовал обогащению верхних слоев почвы питательными веществами. Поэтому вечнозеленые тропические леса беспрепятственно росли на ферраллитных почвах в течение тысячелетий.

Сбалансированный круговорот веществ в степях и лесах умеренной зоны также способствовал жизни, длительному существованию зональных биогеоценозов и сохранению почв во всей своей первозданной красоте.

С началом хозяйственной деятельности человека наметились существенные изменения в биосфере. Сведение лесов, распашка почв, регулирование стока рек, орошение, замена естественных БГЦ искусственными агроценозами преобразили облик биосферы. В период интенсивного освоения земель, когда все больше и больше строилось дорог, городов, распахивалась целина, и сформировалось понятие «борьба с природой». Раскорчевка лесов, прокладка дорог в тропических лесах с их злокачественной лихорадкой, бесчисленными болезнетворными микробами и кровососущими насекомыми — все способствовало идее «победить природу», обжить мир. С начала XX века во многих книгах красной нитью проходит мысль о независимости человека от природы.