Зеркало ландшафта

Карпачевский Лев Оскарович

В результате многих тысячелетий почвообразования в почвах накопились достаточно высокие запасы азота. Часть его ежегодно потребляется растениями, а затем из растений усваивается животными. Часть также ежегодно возвращается в почву с спадом, с выделениями животных и т. д. Но так или иначе весь азот, который сейчас находится в круговороте в биогеоценозе, своим происхождением обязан микроорганизмам. И обогащения почвы азотом можно добиться, внося в нее минеральные и органические удобрения, содержащие азот, или же улучшив условия жизни азотфиксирующих организмов.

В почве микроорганизмы обычно обитают на поверхности почвенных частиц, они как бы прикреплены к почвенным частицам,

приклеены, сорбированы, и почва предохраняет их от резких перепадов температуры и влажности.

Есть еще одна динамичная особенность почвы: изменение ее свойств под влиянием суточных, сезонных и многолетних изменений погоды и климата. Так, в течение суток резко меняется выделение из почвы углекислого газа. Утром оно может измеряться одним-двумя килограммами на один гектар в течение часа, а днем — шестью-семью килограммами.

Меняется в течение суток и влажность почвы, особенно ее верхних горизонтов. Часто эти изменения связаны с суточными колебаниями температуры. Для многих почв характерна высокая влажность в начале весны, сильное иссушение в летние месяцы и медленное восстановление запасов воды в осенне-зимне-весенний период. Такое изменение влажности естественно связано с интенсивным расходом воды растениями в летние месяцы. Наибольший расход обычно приурочен к максимальному росту растений. Иногда воды, запасенной в почве, растениям не хватает, и они гибнут.

Колеблется в течение сезона также содержание доступных растению питательных элементов, но динамика их отличается от динамики воды. Например, содержание фосфора и калия в зимние месяцы держится на одном сравнительно невысоком уровне (имеются в виду доступные растениям формы соединений этих элементов). При увеличении температуры их количество резко возрастает. Обычно в средней полосе северного полушария это происходит в начале апреля. В течение лета отмечается несколько пиков в содержании питательных элементов, что связано с ритмами потребления, свойственными растениям.

Таким образом, цикличность многих процессов в природе сопровождается цикличностью в изменении свойств почв. Но чаще эта цикличность напоминает не круг, а спираль. И изменения в свойствах почв могут постепенно накапливаться, могут постепенно изменяться содержание разных питательных веществ в почве и другие ее свойства.

Итак, почва в биогеоценозе, определяющая жизнь многих растений и животных, но и сама зависящая от них, — причина и следствие биогеоценотических процессов.

Почва прямо и косвенно усваивает энергию солнца. Прямо — при прямом нагревании, поступлении осадков, косвенно — через деятельность растений и животных. Эта энергия частично снова передается растениям, которые снова пополняют запасы ее в результате фотосинтеза. По пищевой цепи энергия (конечно, и вещество) поступает от растений к другим организмам, постепенно преобразуясь, пока снова не попадет в почву. И в этом одна из важнейших функций почвы в биогеоценозе. Обмен веществ, энергии — основное свойство биогеоценоза, такое же характерное, как обмен веществ для живых организмов.

В нарисованной схематической картине жизни биогеоценоза опущено много деталей, так как важно было проследить роль почвы в этой жизни. Следует сказать, что многообразие и важность функций почвы в биогеоценозе давно установлены почвоведами. Вскрыто много интересных фактов, и в частности роль почвы в предотвращении самопроизвольной гибели биогеоценозов. Во многих случаях почва явно способствует поселению и восстановлению определенных биогеоценозов со свойственным им набором растений и животных. Поэтому и уделяется сейчас так много внимания роли почвы в биогеоценозе. Поэтому так тесно связаны между собой почвоведение

и биогеоценология.

В последнее время все большее значение придается биогеохимии почв. Всевозможные органические и минеральные соединения мигрируют в почве. Часть их перераспределяется в пределах катены, часть вымывается за пределы данного ландшафта (например, кальций из водораздельных почв, как об этом уже говорилось). Роль почвы в качестве планетарного фильтра и перераспределителя веществ все более привлекает внимание исследователей, поэтому и биогеохимия также тесно увязывает свои исследования с почвоведением. Такая многообразная роль почвы требует и разработки самых разных приемов ее изучения.

Можно сказать еще об одной очень важной функции биогеоценоза - его роли в эволюции растений, животных и микроорганизмов. Их эволюция идет только в биогеоценозе. Только в этой природной системе происходит естественный отбор видов и особей. В то же время не исключено, что почва - естественный хранитель разных мутагенов - химических веществ, способствующих мутациям в живых организмах. К сожалению, эта роль почвы как компонента биогеоценоза еще недостаточно изучена.

Чернозем, гумус и плодородие почвы

Зреет рожь под жаркой нивой,

И от нивы и до нивы

Гонит ветер прихотливый

Золотые переливы

А. А. Фет

Зреет рожь под жаркой нивой

Младший редактор статистического отдела Министерства государственных имуществ В. И. Чаславский в 1875 году принял одно важное решение, обеспечившее ему известность. Он пригласил принять участие в работе над картой русского чернозема В. В. Докучаева, тогда еще магистра геологии и минералогии, а затем приват-доцента Санкт-Петербургского университета.

В. И. Чаславский составлял, как велось еще со времен Ивана Грозного и Бориса Годунова, почвенную карту европейской части России опросным методом. Он разослал по губерниям Российской империи вопросники и на основании полученных ответов собирался составить карту русского чернозема. В 1878 году Чаславский скоропостижно умер, и окончательный вариант карты был составлен уже В. В. Докучаевым, который свел воедино все материалы. Карта была выпущена в свет и получила название карты Чаславского. Это была последняя карта распространения чернозема, сделанная опросным методом. В. В. Докучаев, работая с материалами, увидел всю неполноту ответов губернских чиновников. Выявились разночтения. Часто под одним названием объединяли самые разные почвы. Так, к черноземам некоторые относили болотно-перегнойные почвы Архангельской губернии. Поэтому уже после окончания работы над картой В. В. Докучаев организовал экспедицию для изучения черноземов, итоги которой были опубликованы в монографии «Русский чернозем». Во время своих экспедиций, или, как называл сам В. В. Докучаев, экскурсий, он убедился, что «в одних уголках России под словом чернозем разумеют всякую растительную почву, особенно если она навозная, в других — вообще почвы, окрашенные в темный цвет», в третьих — это название «дают таким почвам, независимо от цвета, которые приносят вообще хорошие урожаи». На разных почвенных картах к чернозему относили все черное с поверхности — от луговых и болотных почв Архангельской губернии до «черных земель» Астраханской губернии. Эта вековая путаница была наконец разгадана В. В. Докучаевым.