» » Почва и горная порода

Почва и горная порода

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. Где тут граница? Где разница между торфом — как генетическим почвенным горизонтом и как горной породой? Ведь увеличение мощности слоя — это не критерий для принципиального различия. Один любопытный пример. В пустынных оазисах Египта при абсолютном нуле осадков, в частности в депрессии Кхарга, на поверхности местами лежат пласты древних третичных глин, не имеющих никаких признаков почвы: это однородная пестрая толща, разбитая вертикальными и горизонтальными трещинами на отдельности и достигающая мощности десятков метров. Каждый специалист скажет сразу, что это горная порода. Однако египетские почвоведы показывают эти образования на картах как определенные почвы, причем относят их к категории лучших. Почему? Дело в том, что стоит эту глину как следует полить ирригационной водой и посеять растения, как получают превосходный урожай, скажем, пшеницы или хлопка. Но ведь урожай растений дают только почвы, а не горные породы. Вот и опять предмет для дискуссии. Еще один пример неясного образования. В Прикаспийской низменности часто встречаются в депрессиях обширные совершенно лишенные растительности пространства — шоры (соры). Это крайняя степень засоления почвы, когда концентрация солей в почве и близко подходящих к поверхности грунтовых водах столь высока, что ни одно растение не может в таких условиях существовать Близко к таким образованиям примыкают и древние, и современные солевые коры, часто встречающиеся в пустынях земного шара. По всем своим признакам — это почвы, но лишенные своего основного качества — плодородия. А ведь такие солончаковые образования — результат почвообразовательного процесса. К каким природным телам отнести их, к почвам или к горным породам? Получается парадоксальное положение, как и в случае болотных почв: постепенное развитие почвообразовательного процесса в своем крайнем проявлении приводит к образованию горной породы. Наконец, самый важный и самый дискуссионный вопрос — это нижняя граница почвы. Если почва сформирована на плотной массивно-кристаллической горной породе, то в этом случае обычно вопрос решается более или менее просто при не слишком большой мощности почвы; в случае большой мощности почвы, что часто имеет место в странах субтропического и тропического влажного климата, вопрос о нижней границе почвы становится уже существенно трудным. Если почва формируется на рыхлых водно-аккумулятивных или эоловых наносах, то вопрос о ее нижней границе превращается в большую проблему, требующую особого рассмотрения. Понятно, почему почвоведы, начиная с В. В. Докучаева и до последнего времени, настойчиво ищут те объективные критерии, которые позволили бы надежно различать почвы и горные породы, особенно непосредственно в природе. Еще труднее решается вопрос о различиях между почвой н корой выветривания. Под корой выветривания понимают поверхностный слой литосферы, состоящий из рыхлых продуктов изменения горных пород, образующихся под совместным воздействием воздуха, воды и организмов. Кора выветривания может быть остаточная (элювиальная), транзитная и переотложенная (аккумулятивная). Мощность ее колеблется в зависимости от возраста и местных условий климата, геологии и рельефа от нескольких сантиметров до сотен метров. В случае маломощной коры выветривания почва физически полностью совпадает с ней, т. е. верхний измененный рыхлый поверхностный слой горной породы является одновременно и корой выветривания, и почвой. В случае же мощной коры выветривания почва составляет только ее верхнюю какую-то часть. В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман, Б. Б. Полынов убедительно показали в своих трудах, что стерильного выветривания на земной поверхности не существует; всегда в процессах выветривания участвуют либо живые организмы, либо продукты их жизнедеятельности. Таким образом, и в выветривании, и в почвообразовании участвуют одни н те же силы природы или факторы. С этой точки зрения различие между почвой и корой выветривания еще более усложняется. Анализируя соотношение между почвой и корой выветривания, Б. Б. Полынов отмечает: «Очевидно, что почва может возникать и на разрушенном граните, и на дне морском, т. е., другими словами, может возникать всюду, где горная порода приходит в соприкосновение с органической жизнью, и в каждый из моментов, в который она может служить средой для развития этой жизни. Очевидно также и то, что если кора выветривания является эпохой в жизни горных пород, то почка есть не что иное, как отдельный момент этой эпохи». Подобная концепция, хотя и подчеркивает теоретическое разграничение между почвой и корой выветривания, на практике приводит к отождествлению нижней границы почвы с нижней границей коры выветривания, чего в ранних своих работах не избежал и К. Д. Глинка. В настоящее время приходится говорить лишь о каких-то условных границах, выделение которых основывается прежде всего на морфологических критериях.Рассуждая о соотношении между почвой и горной породой, необходимо договориться четко, в терминологическом плане, об определениях тех основных понятий, о которых идет речь, с тем чтобы не допустить ошибочных суждений.
Горная порода — природные минеральные агрегаты, слагающие земную кору, характеризующиеся изотропностью свойств (в трех измерениях) на большом протяжении, соизмеримым с протяженностью однородного минерального состава.
Массивная горная порода (плотные, скальные, массивно-кристаллические) — горные породы, все минеральные зерна которых консолидированы в единую каменную массу; включают в себя изверженные, метаморфические и осадочные породы земной коры.
Рыхлая горная порода (рыхлые наносы, отложения, рухляк выветривания) — горные породы, обычно полиднсперсные, минеральные зерна которых не соединены прочно между собой и поддаются разъединению при небольшом усилии человеческой руки; включают остаточные и переотложенные породы коры выветривания.
Материнская горная порода (материнская порода, почвообразующая порода) — горная порода, из которой образовалась данная почва; обозначается символом С.
Подстилающая порода — горная порода, лежащая под материнской породой (либо под почвой, если весь слой материнской породы захвачен почвообразованием) и отличающаяся от нее в литологическом отношении; обозначается символом D.
Подпочва (грунт) — часть материнской породы или подстилающая порода, не измененная почвообразованием и лежащая под почвенными горизонтами А и В; обозначается символом С или D.
Почвенно-грунтовая толща — почва вместе с залегающей глубже подпочвой.
Коренная горная порода (коренная порода) — массивная горная порода (как правило, дочетвертичного возраста), не измененная выветриванием и перекрытая остаточной или переотложенной корой выветривания; обозначается символом R. Приведенные выше термины не всегда встречаются именно в таком толковании у разных авторов и потому их применение должно быть всегда очень осторожным. В частности, в известном учебнике Д. Г. Виленского сказано, что горные породы, на которых развиваются почвы, называются почвообразующими, или материнскими, породами; часто их называют также подпочвой или грунтом. В. Р. Вильяме также дает свое определение: «Под воздействием процессов выветривания из массивной горной породы образуется рухляковая порода, которая обладает только зачатками существенного свойства почвы. Такие породы носят название почвообразующих, или материнских пород...».
Условившись об основных понятиях, перейдем к обсуждению критериев, которые можно было бы установить для нахождения объективных различий между почвой и горной породой, между почвой и корой выветривания. При этом важно иметь в виду, что наша задача в данной книге найти не столько принципиальные различия, сколько диагностические признаки, критерии, которые могут быть использованы практически.
Массивные горные породы — это продукт чисто геологических процессов образования и преобразования земной коры. Рыхлые горные породы коры выветривания — это продукт выветривания, также геологического процесса на земной поверхности. И массивные, и рыхлые горные породы могут служить материнской или почвообразующей породой для формирующихся из них почв; почва — продукт почвообразовательного процесса, принципиально отличающегося от процессов чисто геологических. Так что в теоретическом плане здесь все ясно. Попробуем разобраться, как это выглядит на практике. Уже на заре развития почвоведения вопрос о различиях между почвой и горной породой стоял довольно остро, и не только в теоретическом плане. Именно поэтому основатель современного генетического почвоведения В. В. Докучаев, по образованию геолог, видел необходимость дать ясное понятие о почве и в теоретическом, и в практическом аспекте. Подробно разобрав морфологию почвенных образований, он в 1886 г. пришел к выводу, что «естественнее всего считать эа почву два верхних (А и В) горизонта, нижний же (С) залодпочву, грунт, коренную или материнскую породу, все равно, рыхлый он или каменистый, слоистый или массивный». Из сказанного ясно, что практически важным является не установление различий между почвой и горной породой вообще, а между данной почвой и той материнской породой, из которой она образовалась, т. е. важен вопрос о нижней границе почвы. Этот вопрос вызывал существенные разногласия, особенно на заре разработки теоретических основ генетического почвоведения, и различно решался разными авторами. В. В. Докучаев предлагал принимать за нижнюю границу почвы максимальную глубину прокрашивания ее гумусом, т. е. включал в толщу собственно почвы только горизонты А и В, понимая под горизонтом В переходный по гумусированности слой. Н. А. Богословский и К. Д. Глинка отождествляли нижнюю границу почвы с нижней границей коры выветривания, хотя и подчеркивали принципиальное различие между нимн. П. А Костычев считал, что нижняя граница почвы определяется глубиной проникновения основной массы корней растений. Теоретический итог этой дискуссии подвел П. С. Коссович, сделав вывод, что мощность почвы (глубина почвенного слоя) должна определяться глубиной, на которую произошло изменение горной породы, т. е. слоем проникновения почвообразовательного процесса. Такой подход не вызывал ни у кого сомнений, однако разногласия остались в отношении практической приложимости этого общетеоретического положения. Остался нерешенным вопрос о том, что же служит критерием глубины проникновения почвообразовательного процесса: выветрелость породы, по Н. А. Богословскому и К. Д. Глинке, гумусированность ее, по B. В. Докучаеву, глубина основной массы корней, по П. А. Костычеву, или что-либо иное? Полемизируя с П. А Костычевым и его последователями, Г. Н. Высоцкий, изучавший водный режим почв, пришел к выводу, что нижняя граница почвы определяется глубиной ежегодного промачивания и обычно почвенная толща идет до грунтовых вод. Казалось бы, выход найден: ведь, действительно, промачивающие почву воды служат проводником почвообразовательного процесса в более глубокие слои почво-образующей породы, и процесс затухает там, куда они не доходят. Однако противоречия остаются и при таком подходе, поскольку на земле есть очень много случаев, когда, с одной стороны, грунтовые воды стоят в пределах всего почвенного профиля вплоть до его поверхности (почвенная толща равна нулю?!), а с другой стороны, современное промачиванне может захватывать лишь ничтожную часть древней почвенной толщи, сформированной когда-то при иных климатических условиях. Крупнейший теоретик морфологии почв С. А. Захаров считал, что от глубже лежащей толщи горной породы почва отличается своей мелкоземистостью, более или менее выраженной перегнойной окраской и подразделением на горизонты. Но и критерии C. А Захарова не безупречны. Мелкоземистымн могут быть самые разнообразные рыхлые горные породы: пески, морена, лесс, аллювий и т. д. Перегнойную ок раску могут иметь погребенные почвы, входящие в толщу почвообразутощей породы, а также некоторые специфические горные породы вроде сапропеля или аллювия. Наконец, подразделение на горизонты поверхностной толщи также не всегда безусловно, поскольку не всегда сразу можно доказать, что наблюдаемая в профиле дифференциация обусловлена почвообразованием, а не появилась в результате процесса отложения породы. Данная проблема была специально рассмотрена в работах превосходного почвоведа-морфолога П. II. Чижикова. Анализируя такие признаки почв, как гумусированность, строение, мощность, химический состав, физические свойства, новообразования, структуру и другие, П. Н. Чижиков приходит к выводу, что «признаков, свойственных только почве, немного. Среди них можно назвать следующие: происхождение, строение, мощность, особый характер протекающих в ней физико-химических, биохимических и биологических процессов. Все другие признаки в большей или меньшей степени выраженности встречаются и в материнской породе». Практически же для определения нижней границы почвы П. Н. Чижиков считает пригодными лишь два признака, отличающих почву от породы: строение профиля почвы и процессы, протекающие в ней. Однако трудности, возникающие при этом, столь существенны, что сам автор считает подобное решение проблемы лишь приблизительным. Таким образом, специальное исследование вопроса о нижней границе почвы фактически вернуло к идее П. С. Коссовича, лишь несколько более детализированной. Итак, исторический анализ представлений не дал нам решения о нижней границе почвы в практическом плане, хотя теоретическая формулировка П. С. Коссовича, основанная на докучаевской идее генезиса почв, не вызывает сомнений. Попробуем разобраться в этом вопросе, проанализировав ряд конкретных ситуаций. Прежде всего, необходимо совершенно четко представлять себе, в каких целях и когда мы имеем дело с нижней границей почвы. Во-первых, это тот случай, когда мы имеем дело с почвой как с объектом природы и исследуем ее генетически, рассматривая ее происхождение и эволюцию, специфические качества и количественные признаки, отличающие ее от окружающих природных образований. Во-вторых, мы говорим о нижней границе почвы, рассматривая факторы среды, определяющие судьбу урожая выращиваемых на почве культурных или природных растительных группировок (поле, луг, сад, лес). В-третьих, мы имеем дело с нижней границей почвы в мелиоративных работах, когда тем или иным путем оказываем мощное воздействие на почвообразование и создаем искусственный режим, резко отличающийся от природных условий. Подход к решению проблемы в этих случаях может быть различным. Целесообразно рассмотреть их раздельно для условий формирования почв на массивно-кристаллических и рыхлых горных породах. Рассматривая известные нам почвообразующие горные породы, можно выделить среди их большого разнообразия следующие 11 типов строения, в зависимости от которого и строение почвенного профиля будет различным.
1. Массивная порода (гранит, известняк, сланцы, мергель, диорит, базальт, филлит и т. д.); порода представлена только слоем С, но на поздних стадиях выветривания может быть расчленена на слои С н D.
2. Массивная порода, перекрытая плащом элюво-делювия на склонах; порода состоит из слоев С и D.
3. Массивная порода, перекрытая плащом делювия на склонах; порода может быть представлена либо слоем С, либо комбинацией С и D в зависимости от мощности делювиального наноса.
4. Однородная рыхлая порода (лесс, морена; покровный суглинок, флювиогляциальный или дюнный песок, однородный аллювий, колювий и т. д.); толща состоит только из слоя С.
5. Двучленная рыхлая порода, в которой легкий нанос Cj в пределах почвенного профиля (или в пределах 1 м) подстилается более тяжелым С2 (например, супесь на глинистой морене).
6. Двучленная рыхлая порода, в которой тяжелый нанос С в пределах почвенного профиля (или С, в пределах 1 м) подстилается более легким С2 (например, покровный суглинок на песке).
7. Многочленная рыхлая порода, в которой чередование нескольких литологически различных слоев происходит в пределах почвенного профиля, или в пределах 1 м (резко слоистый аллюслоистый пепловый нанос); в толще породы выделяются несколько слоев С, C1, C2, С3...
8. Двучленная рыхлая порода, в которой литологическая смена наблюдается за пределами почвенного профиля, или глубже 1 м (например, покровный суглинок на морене); почва формируется только в пределах слоя С, а ниже лежит подстилающая порода D.
9. Трехчленная рыхлая порода, в которой легкий нанос С, подстилается в пределах почвенного профиля (или в пределах 1 м) более тяжелым С2, а глубже за пределами профиля почвы (или глубже 1 м) лежит подстилающая порода D (например, супесь — морена — флювиогляциальный песок).
10. Трехчленная рыхлая порода, в которой тяжелый нанос С( в пределах почвенного профиля (или в пределах 1 м) подстилается более легким С2, а глубже за пределами почвенного профиля (или глубже 1 м) лежит подстилающая порода D (например, покровный суглинок — песок — морена).
11. Многочленная рыхлая порода, в которой чередование нескольких литологически различных слоев С, С2, С3... происходит в пределах почвенной толщи (или в пределах 1 м), а глубже за пределами почвенного профиля (или глубже 1 м) лежит подстилающая порода D, резко отличающаяся от всех вышележащих слоев (например, пепел 1 — пепел 2 — пепел 3 — гранит или супесь — суглинок — супесь — морена).
Почва как естественноисторическое тело природы. С выветриванием и почвообразованием на массивно-кристаллических горных породах мы имеем дело в элювиальных условиях. В случае нахождения таких пород в транзитных или аккумулятивных условиях ландшафта они сами либо их элювий перекрыты делювиальным или иным наносом, и почвообразование протекает тогда уже на рыхлой породе, что будет рассмотрено ниже. При формировании почв на элювии массивно-кристаллических пород выветривание и почвообразование протекают одновременно, на первых стадиях будучи физически совмещенными в едином небольшом слое разрушающейся горной породы. По мере развития трансформации исходной породы эти два процесса все более и более разделяются в пространстве, причем почвообразование охватывает лишь верхние слои выветривающейся толщи, а выветривание протекает в ее более глубоких слоях. Единая на первых стадиях толща постепенно расчленяется на два разнородных образованиях почву и кору выветривания или элювий породы. Одновременно протекает и дифференциация почвы на генетические горизонты. Рассматривая схему развития и дифференциации почвенного профиля на массивно-кристаллической породе, можно наглядно видеть все возникающие трудности и противоречия определения нижней границы почвы в этом, казалось бы, простейшем случае. Во-первых, необходимо твердо уяснить, что исходная почвообразующая порода (материнская горная порода), обозначаемая символом С, согласно концепции Докучаева, Коссовича и других авторов, в состав почвенной толщи в данном случае не включается. Почва состоит только из горизонтов А и В1, в крайнем случае имея переходные горизонты АС н ВС. При таком подходе вопрос о нижней границе почвы для данного случая можно считать решенным: это верхняя граница не выветренной или находящейся лишь на ранних стадиях выветривания исходной горной породы. Сложнее решается вопрос на более поздних стадиях выветривания и почвообразования, когда эти процессы затрагивают мощную многометровую верхнюю часть горной породы. В этом случае рыхлая мелкоземистая масса измененной горной породы расчленяется на две самостоятельные, но генетически связанные между собой толщи — почву и кору выветривания, причем почвообразующей, материнской породой для существующей в настоящее время почвы служит уже не исходная горная порода, а ее элювий или развитая кора выветривания; исходная же горная порода в этом случае для данной почвы становится не материнской, а подстилающей породой. Однако и здесь, последовательно применяя принцип Докучаева — Коссовича, мы можем считать, правда, уже с некоторой долей условности, нижней границей почвы верхнюю границу не измененной почвообразованием (но измененной от исходного состояния выветриванием) коры выветривания, т. е. опять включаем в состав почвенной толщи лишь горизонты А и В (ВС). Сама почвообразующая порода С также может быть дифференцирована выветриванием на несколько различных горизонтов, и тогда вопрос о том, какой из них считать почвенным горизонтом, а какой породным, становится особенно сложным. В этом случае должна помочь точная диагностика почвенных горизонтов, особенно горизонтов В. В условиях горных склонов массивно-кристаллические породы не всегда выступают непосредственно в качестве почвообразующих пород. Обычно они перекрыты рыхлым плащом элюво-делювия либо делювиального наноса, особенно в нижних частях склонов. Если такой нанос имеет достаточную для формирования полноразвитой почвы мощность, то массивно-кристаллическая порода выступает в этом случае в качестве подстилающей породы D. Роль же почвообразующей породы С играет перекрывающий ее элюво-делювий либо делювий. Вопрос о нижней границе почвы в этом случае решается различно в зависимости от мощности перекрывающего наноса и интенсивности его переработки почвообразовательным процессом. Если мощность поверхностного наноса небольшая и он полностью переработан почвообразованием с расчленением на почвенные горизонты, то нижней границей почвы будет служить верхняя граница подстилающей массивно-кристаллической породы. Если же мощность поверхностного наноса достаточно большая и между горизонтами В и подстилающей породой D лежит слой рыхлого материала, обозначаемый символом С, не имеющий диагностических признаков горизонтов В и представляющий собой в какой-то степени видоизмененную исходную почвообразующую породу, то за нижнюю границу почвы следует принять верхнюю границу этого слоя, а сам слой С следует отнести к подпочве вместе со слоем D. Таким образом, применение принципа Докучаева— Коссовича к случаю формирования почв на элювии массивно-кристаллических пород или на маломощном элюво-делювии либо делювии, перекрывающем массивную породу, позволяет вполне определенно практически выделять нижнюю границу почвы даже в случае мощной элювиальной коры выветривания. В данном случае разделение поверхностной толщи на почву (горизонты А и В, включая переходные горизонты АС и ВС) и подпочву (горизонты С и D) может быть произведено вполне однозначно при достаточно четкой диагностике почвенных горизонтов (о диагностике гори зонтов см. в гл. Ш). Рассматривая формирование почв на рыхлых горных породах, можно применить тот же общий принцип, что и для случая массивно-кристаллических пород, т. е. включать в состав собственно почвенной толщи только горизонты А и В, горизонты же С и D относить к подпочве. Такой подход к выделению нижней границы почвы и определению ее суммарной мощности вполне оправдан теоретически и не будет вызывать трудностей на практике. Таким образом, мощность почвы — это суммарная мощность всех входящих в ее толщу горизонтов А н В (при очень широком понимании горизонта В, включая карбонатно-аккумулятнвные, солевые, гипсовые, железистые (плинтитовые) горизонты, но исключая их, если между ними и почвой есть прослойка подпочвы, в случае чего они будут погребенными горизонтами древних почв и должны относиться уже к породе) вплоть до подпочвы. При подобном определении мощности почвы будет полностью исключен субъективный элемент, существующий в настоящее время в использовании этого термина, для сопоставления разных почв. Мощной будет называться только такая почва, которая имеет большую мощность горизонтов А и В, а не формирующаяся, скажем, на мощной коре выветривания и имеющая мощную рыхлую подпочву. Горизонт С из определения мощности почвы должен быть исключен полностью во избежание недоразумений, поскольку определить его нижнюю границу в большинстве случаев в практике почвоведов не представляется возможности. Указанный подход к определению нижней границы почвы и ее мощности ни в коей мере не затрагивает теоретических и практических аспектов взаимодействия между почвой и подпочвой, между почвой и корой выветривания, между почвой и почвообразующей породой. Их генетическая связь не подвергается никакому сомнению, а физическая связь существует объективно и будет рассмотрена ниже. Однако при рассмотрении профиля почв, сформированных на рыхлых горных породах, возникает часто другой очень сложный вопрос. Практически мы никогда с полной уверенностью не можем твердо сказать, является ли подпочва данной почвы горизонтом С или D. Вопрос о горизонте С практически всегда остается открытым. Строго говоря, тот слой подпочвы, который в случае рыхлых горных пород лежит под почвенными горизонтами А и В, никогда не может представлять собой исходную материнскую породу, из которой сформировалась лежащая выше почва, ибо он в какой-то степени уже изменен за период почвообразования комплексом различных процессов, в том числе и протекающим выше почвообразованием. Но это лишь одно затруднение. Вторая трудность заключается в том, что не всегда сразу без специального исследования можно сказать, образовались ли существующие ныне почва и ее подпочва из исходно однородной горной породы или сама исходная порода имела первичную, связанную с ее генезисом неоднородность. Таким образом, стоит вопрос о том, является ли вскрытая нами дифференциация почвы на горизонты результатом только почвообразования, или это результат и исходной неоднородности почвообразующей породы. Проиллюстрируем это конкретным примером. В донских и южноукраинских степях очень часто подпочвой тяжелосуглинистых или глинистых черноземов служит легко- или среднесуглинистый лесс, причем облегчение гранулометрического состава вниз по профилю почвы происходит довольно постепенно. Что это, результат почвообразования (оглинивание почвы) или результат первичной неоднородности почвообразующей лессовой толщи, исходно более тяжелой в своей поверхности части? Без специального исследования ответ на этот вопрос крайне затруднителен. Вопрос об исходной почвообразующей породе всегда решается лишь предположительно в случае образования почв на рыхлых породах. Только в относительно редких случаях формирования почв на скальных породах в строго элювиальных условиях мы можем точно установить почвообразующую породу С. Во всех других случаях горизонт С строго говоря, — это не почвообразующая порода, а подпочва, в той или иной степени измененная почвообразованием. Особенно это относится к рыхлым горным породам, которые крайне редко бывают однородны на значительную глубину в условиях земной поверхности. Даже классический южноукраинский лесс при всей своей кажущейся однородности в 20 — 30-метровой толще имеет минимум три различных по гранулометрическому составу горизонта (легкий, средний и тяжелый суглинок последовательно сверху вниз соответственно его геологическому подразделению на Q3. 02 и Oj), имеет минимум 5 —7 прослоев погребенных почв, много различной мощности и состава солевых, гипсовых и карбонатных прослоек; так что ни о какой исходной однородности тут говорить не приходится. В этих условиях за почвообразующую породу приходится с известной мерой условности принимать наименее измененный почвообразованием горизонт подпочвы С (полностью исключая, конечно, входящую в подпочву подстилающую породу D). Сказанное относится, естественно, только к случаю формирования почв на «однородных» (типы 1, 2, 3, 4, 8), а не на двучленных или многочленных (типы 5, 6, 7, 9, 10, 11) породах. В последних случаях мы в почвенном профиле обычно горизонта С не наблюдаем, а в качестве подпочвы имеем подстилающую породу D. С рассматриваемых позиций определение горизонта С как материнской или почвообразующей породы по меньшей мере условно и, вообще говоря, недоказуемо. Лучше считать горизонт С подпочвой, которая может в некоторых случаях совпадать с почвообразующей породой. Именно исходя из этого соображения мы дадим ниже определение горизонта С почвенного профиля. Что касается вопроса о нижней границе подпочвы, то он решается относительно просто, хотя и не во всех абсолютно случаях. За нижнюю границу подпочвы мы принимаем литологическую смену породы за пределами почвенного профиля. В одних случаях это будет верхняя граница подстилающей породы, если почвообразующая порода имеет достаточно большую мощность порядка нескольких метров, в других — это будет верхняя граница коренной породы, лежащей ниже подстилающей породы, если почвообразующая порода имеет малую мощность и подстилающая порода D является подпочвой. Однако вопрос о нижней границе подпочвы не имеет для нас принципиального значения, когда мы рассматриваем вопрос о нижней границе почвы как естественно-исторического тела природы. Почва как среда роста растений. Если рассматривать почву как среду обитания растений, тот субстрат, на котором растения укореняются, из которого черпают питательные вещества и воду и который может оказывать на них в определенных случаях и отрицательное воздействие, то вопрос о нижней границе почвы решается в иной плоскости, чем это описано выше. В этом случае мы должны говорить строго не о почве в данном выше понимании, а о корнеобитаемом слое, который может быть меньше, чем мощность почвы (в случае полевых культур), либо может значительно превышать мощность почвы (в случае древесных насаждений или некоторых степных ассоциаций). Поскольку жизнь и урожай растений определяются не только свойствами почвы, но и влиянием более глубоких подпочвенных горизонтов, включая и горизонт грунтовых вод, то когда мы говорим о почве как среде обитания растений, необходимо иметь в виду не собственно почву, а почвенно-грунтовую толщу (почва + подпочва). В этом случае вопрос о нижней границе почвы (в практическом, а не в теоретическом плане) будет решаться в зависимости от мощности корнеобитаемого (действительно или потенциально) слоя, т. е. за нижнюю границу почвы необходимо будет принять нижнюю границу почвенно-грунтовой толщи, пригодной для развития корневых систем растений. При этом мы имеем в виду тот факт, что корни растений могут проникать и в горную породу, в том числе и в массивно-кристаллические породы по трещинам. В некоторых случаях в пределах почвенно-грунтовой толщи могут встречаться препятствия для распространения корней вглубь: плотные прослои, солевые или железистые прослои, карбонатные или гипсовые коры, панцири, плинтит, грунтовая вода. Такие ограничивающие корнеобитаемый слой горизонты не меняют общей постановки вопроса о нижней границе почвы с рассматриваемой точки зрения. Во всех случаях при рассмотрении почвенной среды обитания растений почвенно-грунтовая толща должна приниматься во внимание как единое целое до своей нижней границы, т. е. до коренных горных пород, либо до подстилающих пород (в зависимости от того, что составляет подпочву, горизонт С или D). Если подпочва представлена горизонтом С, то нижняя граница почвы как среды обитания растений будет определяться верхней границей подстилающей породы. Если же подпочва представлена горизонтами С и D либо только горизонтом D, то нижняя граница почвы как среды обитания растений определяется верхней границей коренной горной породы. Таким образом, в данном случае понятия о почве и почвенно-грунтовой толще совпадают, а нижняя граница почвенно-грунтовой толщи становится нижней границей почвы, но не абсолютно, а лишь только с рассматриваемой точки зрения и только в целях определения нижней границы почвы как среды обитания растений. При другой постановке вопроса он решается иначе. Почва как объект мелиорации. Мелиорируя почвы, мы обычно затрагиваем очень мощные слои поверхностных отложений, в случае оросительных мелиорации часто до глубины в несколько десятков метров. При этом мы имеем дело не только с почвой как таковой, но с почвенно-грунтовой толщей в целом и даже затрагиваем иногда глубоко лежащие коренные породы. В случае мелиоративного рассмотрения почвы вводится еще одно необходимое понятие — зона аэрации. Зона аэрации — это поверхностная толща почвы и горной породы до ближайшего к поверхности стационарного уровня грунтовых вод, определяемого региональным водоупором. В природе встречаются самые разнообразные ситуации. Зона аэрации может быть нулевой, если грунтовая вода подходит к поверхности; она может быть меньше почвенно-грунтовой толщи (случаи 1 и 4), совпадать с ней (случаи 2 и 5) или значительно превышать ее (случаи 3 и 6 ), затрагивая и слои коренных пород, в зависимости от того, что является региональным водоупором и где залегает водоносный горизонт. Соотношение между мощностью зоны аэрации и мощностью почвенно-грунтовой толщи имеет важнейшее значение в мелиоративных работах как при оросительных, так и при осушительных мелиорациях. Поскольку при мелиорациях затрагиваются глубокие слои, то в рассмотрение обычно включается либо почвенно-грунтовая толща, либо зона аэрации в целом (например, при определении запаса солей в целях прогнозирования солевого баланса территории). При этом соответственно решается и вопрос о нижней границе рассматриваемой толщи. Основные же положения о соотношении между почвой и породой остаются жизненными, независимо оттого, какую толщу мы рассматриваем в практических целях мелиорации.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем



Вулкан игровые залы - новый метод заработка в онлайне. Заходите на www.balcenter.ru!

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.