Зеркало ландшафта
Шрифт:
Докучаев показал, что горизонты — это типичные для почвы образования. Они характерны для разных почв и различаются по цвету, плотности и другим признакам. Если, например, у почвы под перегнойным, или гумусовым, горизонтом белеет мучнистый, под цвет золы, горизонт — это подзолистая почва, так широко распространенная в лесной зоне. Горизонты — диагностические признаки почв.
Исследования почвоведов всего мира выявили большое разнообразие почвенных горизонтов. Среди главных в первую очередь следует назвать гумусовые, образующиеся в поверхностных слоях почвы. До Докучаева только эти горизонты обычно называли почвой. Гумусовые горизонты окрашены в серые и серовато-бурые тона, в них накапливается гумус, поэтому их называют гумусово-аккумулятивными горизонтами. Под гумусовыми могут формироваться так называемые элювиальные
Переходные горизонты, как это видно из названия, сохраняют наряду с признаками почвообразования и признаки почвообразующей породы. Есть горизонты, где скапливаются разные соединения: карбонаты, гипс, соли натрия, есть солонцовые, слитые и т. д. Но именно наличие этих специфических образований — горизонтов и позволяет считать почву самостоятельным природным телом.
* * *
Выдающийся советский ученый В. И. Вернадский выделял в биосфере природные тела трех типов: живые, неживые (или косные) и биокосные, объединяющие свойства живых и неживых тел. К живым телам, как это совершенно ясно, относятся животные, растения, микроорганизмы. Косные тела биосферы — это в первую очередь горные породы, верхние слои атмосферы, частично — подземные, или грунтовые, воды. К биокосным телам Вернадский относил почву, формирование и существование которой — следствие, продукт взаимодействия живых и косных тел, живых организмов и горных пород. К биокосным телам относят также часть природных вод: моря, озера, реки, пруды, некоторые грунтовые воды, являющиеся, по выражению академика Г. Н. Высоцкого, ареной жизни. Почва в биосфере играет особую роль — она переходное звено из мира живой в мир неживой природы, из биосферы в геосферу.
Горные породы содержат те же самые элементы, которые нужны растениям (кроме азота, которого в большинстве горных пород нет). Но эти элементы хранятся там, как в сейфе, от которого потерян ключ. Растения-пионеры — лишайники, мхи, водоросли, поселяющиеся на горных породах, разрушают их и превращают в почву. Они открывают «сейф» для других растений. И почва начинает жить. Трупы животных, растительные остатки — все в почве превращается в питательные вещества для растений.
Горная порода остается такой же, какой она образовалась в результате излияния магмы и преобразования при высоком давлении и соответствующих температурах, или выветривается, превращаясь в другую горную породу. Помещенная в музей горная порода не меняется.
Судьба образовавшейся из геологической породы почвы может сложиться по-разному. Она может очень долго существовать и развиваться на месте своего образования без видимых перемещений отдельных ее частей, без перемешивания. Но может случиться так, что по какой-либо причине почва будет повреждена. Человек выроет траншею, ветер выворотит дерево — перемешиваются почвенные слои. Но проходит сто — двести лет, и в естественных условиях на том же месте восстанавливается та же почва. Происходит как бы ее регенерация (как восстановление оторванного хвоста у ящерицы).
Часто около нефтебаз и бензозаправочных станций, возле нефтепромыслов мы встречаем бесплодные пустыри. Это «мертвая» почва, убитая нефтью и керосином. На городских свалках железо, кирпичи, строительный мусор тоже убивают почву. И хотя морфология почвы, ее горизонты как будто не нарушены, погибло, отравлено ее живое начало — микробы и беспозвоночные животные. В ней нет уже обмена, круговорота веществ, следовательно, нет жизни.
Истинно полноценной почву можно считать лишь в природных условиях, пока на ней растут растения, а в ней живут животные, включая беспозвоночных, личинок насекомых и др. В почве непрерывно происходят движение воды, превращение органических остатков, потребление и пополнение питательных веществ. Почва живет, пока она находится там, где образовалась, пока на ней растут растения. В музее мы увидим «чучело» почвы, так как одно из главных ее свойств — плодородие. Когда она лишается этого свойства, то умирает.
Намечается аналогия между почвой и живыми организмами: у почвы есть «рождение», есть «смерть», есть онтогенез — развитие определенного индивида и филогенез — развитие
Пока существует данная климатическая зона, пока в природе нет серьезных катаклизмов, например извержений вулканов с погребением почв или наступления ледника, резкого изменения климата, вновь рождающаяся почва однотипна с другими почвами этой зоны. Но если изменится климат, а вместе с ним и растительность, то изменится и почва. И новая почва будет отличаться от старой, да и сама старая почва постепенно начнет эволюционировать в сторону новой.
В третичный период и частично в четвертичный на территории Евразии господствовал субтропический климат. Леса из гигантских папоротников росли даже в Арктике. Под этими лесами образовывались красноземы и перегнойно-болотные почвы. Когда наступил ледниковый период, то резкое похолодание вызвало изменение живых организмов и вместе с ним изменилась почва. И на смену красноземам пришли другие почвы. Так, например, в Кулунде на красноцветной коре выветривания — реликте третичного периода и третичных почв — образовались каштановые почвы.
Эволюцию почв можно наблюдать при вмешательстве человека. При этом деятельность человека соизмерима с влиянием всех других факторов почвообразования. Если в естественных условиях смена почвы сопряжена в первую очередь с изменением климатических или гидрологических условий (уровня залегания грунтовых вод, степени дренированности территории), то использование почвы человеком может привести к ее изменению и при постоянстве других факторов. Правильная, культурная обработка почв (постоянное внесение удобрений, в том числе навоза, глубокая вспашка и т. д.) приводит к тому, что обедненные гумусом подзолистые почвы превращаются в более богатые дерновые (черноземовидные окультуренные). Таких почв до середины XIX века было много в районах старой земледельческой культуры западной части России, в том числе в лесной зоне. Но земледельцы стали интенсивно осваивать черноземы, и лесные почвы потеряли свое значение как производители товарного зерна. Пахотные, окультуренные земли стали забрасывать под леса, и через двадцать — тридцать лет черноземовидные почвы вновь начали превращаться в подзолистые. Таким образом, изменившиеся условия существования приводят к эволюции почв, как и к эволюции живых организмов.
Интересно отметить еще такую связь между почвой и растениями: первыми на земле появились низшие растения — грибы, мхи и прочее и лишь потом цветковые растения. Поскольку горные породы, как изверженные, так и переотложенные — осадочные, обладали щелочной или по крайней мере нейтральной реакцией среды, то многие низшие растения выработали у себя приспособительную способность резко подкислять почвы, очевидно, для перевода необходимого количества минеральных веществ в растворимую и усвояемую растениями форму. А пришедшие к ним на смену цветковые растения развивались на уже подкисленной почве и выработали в себе соответствующую «привычку» к таким условиям. Сейчас мхи и лишайники часто первыми поселяются на разных геологических породах и сильно их подкисляют. А цветковые растения, как правило, способствуют гумусонакоплению.
Жизнь в почве немыслима без воды. Без нее невозможно ни образование, ни существование почв. Большинство горных пород плохо смачивается водой. Они как камни на морском берегу: только набежала вода, смочила их, и вот они уже сухие. Прошел дождь, смочил гранит, и по трещинам вода просочилась вглубь или стекла по склону. И снова гранит стал сухим. А почва — это система всевозможных пор, каналов, пустот. И вода, попадая в почву, задерживается в ее порах, как в резервуаре, из которого растения ее постепенно используют. Даже в среднеевропейской лесной зоне, где, казалось бы, дожди не редкость, многие ручейки к августу пересыхают. Иногда высыхают даже пруды. А в почве по-прежнему есть вода. Она и поддерживает существование растений.