Микросложение почвы является предметом специального раздела почвоведения — микроморфологии почв, сформулированного и развитого за последние двадцать — тридцать лет, особенно благодаря трудам Кубиены. Альтемюллера. Мюккенхаузена. Е. И. Парфеновой и Е. А. Яриловой. Брюэра. Йонгериуса и многих других советских и зарубежных исследователей. В настоящее время микроморфология почв развивается как самостоятельный, весьма специализированный раздел почвоведения.Под микросложением почв понимается то сложение, которое характерно для различных типов почв и может быть исследовано с помощью микроскопа в тонких шлифах почв ненарушенного строения. Для более детального ознакомления с этим разделом, особенно в целях специального микроморфологического анализа почвы, рекомендуем книгу Е. И. Парфеновой и Е. А. Яриловой «Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении». а также Словарь по почвенной микроморфологии под редакцией А. Йонгериуса и Дж. Рутерфорда. В микросложении почв, наблюдаемом при том или ином увеличении в поле микроскопа, в значительной степени повторяется картина их макросложения, однако вскрываются и некоторые специфические особенности почвы, невидимые невооруженным глазом. Практически мы имеем дело здесь с теми же явлениями, ио в ином масштабе рассмотрения и в иных формах проявления.
Под структурным уровнем организации того или иного объекта понимается такая группа материальных объектов определенной формы, строения и состава, все индивидуальные представители которой характеризуются принципиально однотипным характером превращений вещества и энергии и однотипными как по направлению, так и по интенсивности взаимодействиями. Каждый структурный уровень характеризуется своим особым комплексом природных законов поведения и взаимодействия (внутри себя и с окружающей средой) составляющих его объектов и явлений. Чтобы проиллюстрировать это положение, возьмем, например, такие пары объектов разных структурных уровней, как атом — молекула, белковая молекула — клетка, орган — организм, минерал — порода. Каждый из перечисленных попарно объектов принципиально отличается один от другого, составляя различные тела, существование которых в природе определяется различным комплексом фундаментальных и частных законов. В частности, законы жизни клетки и законы существования белковой молекулы совершенно различны. Клетка не существует без белка, но комплекс белковых молекул клетки вместе с остальными ее ингредиентами настолько существенно отличается от белкового молекулярного однородного комплекса, что мы совершенно неизбежно вынуждены их признать принципиально различными природными образованиями, кратко охарактеризовав это различие тем, что клетка живет, а белок существует (белковый комплекс внеклеточного вируса неоднородный).
Предлагая вниманию читателя общие методические основы морфологического анализа почвы, оговоримся, что они даются здесь в аспекте содержания данной книги, т. е. с точки зрения исследования генезиса почв и диагностики процессов почвообразования. Важно подчеркнуть, что предлагаемые методические подходы не призваны заменить существующие пособия и указания по почвенной съемке и полевым почвенным исследованиям, а, наоборот, должны дополнить их в аспекте проведения глубоких почвенно-генетических исследований на базе морфологического анализа почвы. Морфологический анализ почвы, как и всякий научный анализ, должен быть всегда целенаправленным и соответствовать общей задаче каждого конкретного исследования с тем, чтобы сосредоточить внимание исследователя на наиболее существенных в данной задаче вопросах. Этот анализ требует, прежде всего, непредвзятого творческого подхода, привлечения профессиональных знаний специалиста, а часто и изобретательности. Внимание должно быть обращено на мельчайшие детали морфологии, которые так много могут сказать о генезисе почвы и ее особенностях при достаточно тщательном исследовании. Рутинный подход, схематичность, шаблон здесь совершенно недопустимы. Исходя из концепции уровней структурной организации почвы, концепции сопряженного макро-, мезо- и микроанализа, концепции элементарных почвенных процессов, морфологический анализ должен строиться с целью выяснения значения и генетического смысла тех или иных морфологических признаков.
Характер внешней поверхности почвы часто, к сожалению, ускользает от внимания почвоведа. Не уделяют внимания этому морфологическому признаку и существующие руководства по методам полевых почвенных исследований. В то же время характер почвенной поверхности, постоянно подвергающейся атмосферному воздействию и существенно отличающейся по своему положению и свойствам от остальной толщи почвы, имеет определенное генетическое значение и может служить одним из диагностических признаков почв. Наиболее характерное состояние почвенной поверхности, имеющее диагностическое значение, может быть зафиксировано при полевом исследовании в сухой период по прошествии минимум нескольких дней после последнего дождя. После сильного увлажнения при весеннем снеготаянии, атмосферных осадках или поливах поверхность почвы обычно представляется маловыразительной и всюду однообразной. Когда же почва подсохнет, то ее поверхность приобретает определенную форму, специфическую для того или иного типа почвообразования или сложения. Именно в этот период анализ почвенной поверхности выявляет ее наиболее существенные особенности. С другой стороны, при интенсивном просыхании в периоды засух все почвы опять-таки начинают сравниваться между собой, полигонально растрескиваясь, что имеет место даже в случае поверхности влажно-лесных или болотных почв умеренного пояса после нескольких месяцев летней засухи, случающейся раз в несколько десятилетий.
Имеются данные, что за историческое время человечество потеряло около 2 млрд. га плодородных земель. Из них за несколько последних десятилетий уничтожено почв больше, чем за предшествующую ей историю человечества. Уменьшение площадей пахотных, как и вообще плодородных земель продолжается интенсивными темпами и в настоящее время. На этом фоне обеспеченность пахотными землями в России резко выделяется в сторону превышения среднемировых. Почва занимает особое положение в природных ландшафтах и в экосистемах. Она является важнейшим блоком экосистем, выступает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами среда жизни. Почву можно рассматривать и как самостоятельную экосистему. Еще В. В. Докучаев в начале XX столетия подчеркивал, что почва является естественно-историческим телом со своими взаимосвязями, закономерностями существования и возможностями саморегулирования. Почва - важнейшее звено круговорота веществ. Именно в ней начинается биологический круговорот, из нее поглощаются минеральные элементы и влага, здесь же замыкается круговорот деятельностью организмов-редуцентов. Почва- это то важнейшее звено экосистем, в котором не только высвобождается, но и на длительное время аккумулируется часть энергии и химических элементов, прежде всего в детрите и гумусе, а также в других структурах поглощающего комплекса.
Почвы образуются из горных пород, но, как следует из предшествующего изложения, между почвой и горной породой имеется существенное качественное различие, заставляющее признать их разными природными телами. Это положение сейчас ни у кого не вызывает сомнений в своей общей теоретической форме. Практически же при исследовании почв в природной обстановке почвовед довольно часто сталкивается с вопросом, что считать почвой и что горной породой. Имеются разногласия среди ученых и по вопросу о том, какие именно природные образования должны быть названы почвами, а какие нет. Большие трудности обычно вызывает определение нижней границы почвенного профиля, которую почвовед зачастую даже и не пытается установить, настолько это дискуссионно. Чтобы яснее понять существо возникающих трудностей, приведем несколько примеров, показывающих неясность существующих представлений и те трудности, с которыми встречается почвовед. Допустим, что мы имеем болотную почву с торфяным горизонтом, подстилаемым глеевым. Если мощность торфа до 25— 30 см, это образование называется торфянисто-глеевой почвой; при мощности торфа до 50 см это будет торфяно-глеевая почва; при большей мощности торфа это уже будет сначала маломощный, затем среднемощный и, наконец, мощный торфяник. В двух первых случаях торфяной слой выступает как почвенный генетический горизонт, а при постепенном увеличении мощности незаметно для нас переходит в категорию органогенной горной породы.
Биогенно-аккумулятивные процессы-эта группа ЭПП включает в себя те, что сопровождаются накоплением в верхней части профиля тех или иных веществ, и, прежде всего органических, под непосредственным влиянием жизнедеятельности организмов на почве или в ее толще. Иллювиально-аккумулятивные процессы-данная группа охватывает процессы аккумуляции веществ в средней части профиля элювиально-иллювиально-дифферекцираванных почв ниже элювиального горизонта, включая отложение, преобразование, закрепление принесенных сверху веществ. Гидрогенно-аккумулятивные процессы-эта группа процессов почвообразования связана с современным или прошлым (палеоаккумулятивные процессы) влиянием грунтовых вод на формирование почвенного профиля. Особенно резко эти процессы проявляются при выпотном водном режиме, но могут иметь место и при иных типах режима, например в местах геохимических барьеров на пути движения грунтового потока (притеррасные понижения, перегибы склонов и т. п.) или при десукционном водном режиме. Аккумуляция может быть как поверхностной, так и внутрипочвенной, затрагивающей любую часть почвенного профиля и любой из уже сформированных или формирующихся генетических горизонтов.
Степень дифференциации почвенного профиля служит важным морфологическим и диагностическим признаком почвы и в то же время имеет важнейшее значение для установления ее генезиса. Она зависит в значительной мере от многих факторов и представляет собой сложное явление. Дифференциация профиля определяется типом почвообразования, но в пределах одного типа существенно зависит от возраста почвообразования и характера почвообразующей породы. Естественно, молодая почва будет менее дифференцированной, чем зрелая, ибо дифференциация профиля — это результат почвообразования, протекающего во времени. С другой стороны, вторичная гомогенность профиля может быть отмечена для очень древних почв, составляющих единое целое с древней элювиальной корой выветривания. Что касается влияния почвообразующей породы на степень дифференциации профиля, то оно проявляется в разных планах. С одной стороны, более проницаемые для движения растворов породы будут давать и более дифференцированный профиль почвы. С другой стороны, чем меньше резерв легко выветриваемых минералов в исходной породе, тем менее она будет дифференцирована на горизонты по той простой причине, что тут нечему дифференцироваться (слабодиф-ференцированные почвы на кварцевых песках, например). Таким образом, максимальная для данного типа почвообразования дифференциация будет наблюдаться на средних по гранулометрическому составу и богатых выветриваемыми минералами породах.
Накопление и распределение тяжелых металлов и серы в почве зависит от характера почвообразования, определяемого минералогическим и химическим составом почвообразующих пород, рельефа, обусловливающего направление геохимического стока, определяющих современное перемещение химических элементов в зоне гипергенеза. На зольный состав лесных подстилок оказывают влияние как химический состав почв, так и загрязнение атмосферы, поступление поллютантов с опадом и отмирающими растениями. При этом отметим, что под загрязнением мы понимаем не просто привнос веществ в геосистему, а такое поступление, при котором нарушается естественный фон содержания веществ и соединений, а в итоге - нормальное функционирование экосистемы. Валаамский архипелаг, как было отмечено, уникален по минералогическому составу коренных и почвообразующих пород, что нашло отражение на почвенном покрове и химическом составе почв. Ниже рассматриваются содержание и распределение исследуемых элементов в основных генетических типах и некоторых подтипах почв, сформировавшихся на различных почвообразующих породах. Примитивные почвы (Еру-Rudy Podzols) формируются под редкостойными сосняками скальными на выходах кристаллических пород, приуроченных к вершинам гряд и высоким скалистым берегам. Почвенный профиль состоит из лесной подстилки (АО).
Понятие о почвенном профиле и профильный метод изучения почв были введены в науку В. В. Докучаевым в конце прошлого столетия. Профильный метод исследования почв оказался столь удачным, что используется до сих пор как наиболее рациональный и научно обоснованный, отвечающий природным закономерностям вертикальной анизотропности почв. Профиль почвы образуется в результате дифференциации исходной почвообразующей породы под влиянием почвообразования на генетические горизонты. Сочетание генетических горизонтов, характерное для каждого природного типа почвообразования, дает почвенный профиль. Говоря о профиле почвы, мы имеем в виду не плоскую стенку почвенного разреза, а реальное тело природы в трех измерениях, т. е. прежде всего почвенный индивидуум — педон. Главное — это единство почвенного профиля, его генетическая целостность. Все горизонты в профиле взаимно связаны и обусловлены. Он формируется из исходной материнской породы сразу как единое целое, расчленяясь на генетические горизонты. И хотя в разных типах почв отдельные горизонты могут иметь близкие диагностические признаки и быть аналогичными или однотипными в генетическом плане, как, например, гумусово-аккумулятивный или глеевый горизонты в разных почвах, тем не менее для данной конкретной почвы всегда имеет место комплекс взаимосвязанных генетических горизонтов, составляющих ее характерный профиль, а не их простая сумма.
1 2 3 4
Предыдущая     Следующая




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.