Зеркало ландшафта - Карпачевский Лев Оскарович - Страница 28

Таким образом, почвообразование включает множество процессов, химических реакций всех типов, вплоть до радиоактивного распада веществ. Но известно, что такие необходимые для осуществления большинства реакций условия, как влажность (поступление воды) и температура, для многих почв изменяются как в течение года, так и по годам. Часть условий, например температура и в меньшей степени влажность, меняются циклически. Так, в течение годового цикла меняется влажность почв от избытка весной, сразу же после снеготаяния, до недостатка летом, в жаркие месяцы, от иссушения в сухой период до переувлажнения во влажный.

Для многих почв характерна циклическая смена нагревания и охлаждения, циклично и поступление в почвы и на их поверхность органического вещества. Например, в средней полосе максимум опада поступает осенью. Второй максимум отмечается в марте — апреле при таянии снега. В дубово-хвойных лесах Гималайских гор максимум поступления опада приходится на апрель — май — начало дождевого сезона.

Цикличность в поступлении опада сопряжена с наличием у растений периода покоя, связанного с низкими температурами или с засушливым периодом. К этим паузам в развитии биогеоценоза и приурочено увеличение поступления органического вещества в почву.

Кроме годичного цикла есть суточные циклы. Для них также характерны чередования в изменении температуры, колебании влажности верхнего слоя почвы, а также активности микроорганизмов. Так, в черноземах Алтая влажность пахотного слоя в летние месяцы в утренние часы обычно выше, чем в вечерние. Это увеличение влажности связано с конденсацией водяных паров в верхних слоях почвы при их остывании.

Кроме суточного и годового циклов есть и многолетние, связанные с активностью солнца, с чередованием климатических периодов и т. д. Смена периодов приводит к смене скорости и даже к изменению типа почвообразования.

Многие почвенные процессы, зависящие от циклических процессов, происходящих в природе, сами не цикличны, точнее, необратимы, например, разрушение минералов (полевых шпатов, слюд и пр.), которые не могут вновь синтезироваться. Для образования им необходимы высокие давления и температуры глубинных слоев планеты. Поступление в почву, образование и разложение в ней органических веществ хоть и циклично, но также необратимо. Органическое вещество окисляется, и в процессе его окисления образуются специфические и не специфические для почвы соединения. Постепенно они тоже окисляются. Но поступление новых веществ из опада и подстилки как бы восстанавливает убыль этих соединений.

Всю совокупность процессов в почве можно свести к определенным микропроцессам (как их назвал профессор А. А. Роде), например, к процессам разрушения первичных минералов, унаследованных от материнской породы, к процессам образования вторичных минералов в почве, синтезу гумусовых веществ, окислению гумусовых веществ, передвижению воды, процессам адсорбции и десорбции веществ на поверхности почвенных частиц, к реакциям обмена и замещения элементов в разных соединениях почвы и др. Сами по себе эти процессы не несут никакой почвенной специфики. Они могут проходить и в других природных образованиях и условиях, в том числе в океане, реках, атмосфере, то есть во всех биокосных «телах». Всюду, где косная материя контактирует с живой, будут идти перечисленные процессы.

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.