тающие животные разного размера вплоть до одноклеточных Pro tozoa, огромное разнообразие микроорганизмов. Именно поэтому почва является многофазной системой, включая твердую, жидкую, газообразную и живую фазы в отличие от других природных тел. Даже аналитически невозможно отделить почвенные микроорга низмы от почвенного гумуса, что выражается в их суммарном определении общего содержания органического вещества в почве.
Всякая природная почва состоит из последовательно сме няющих друг друга вниз от поверхности слоев генетических горизонтов, образовавшихся в результате изменения исходной горной породы в процессе почвообразования. Вертикальная последовательность горизонтов образует почвенный профиль.
Почвенный индивидуум
Почва — природное тело, имеющее определенную протяжен ность в трех измерениях пространства. Как всякое природное тело, она имеет свое положение в пространстве, объем и грани цы.
Нижняя граница почвы определяется, согласно П. С. Коссовичу (1862—1915), глубиной, на которую произошло измене ние исходной горной породы в ходе почвообразования. Однако для решения этого вопроса на практике в истории почвоведения были предложены разные критерии.
В. В. Докучаев предложил принимать за нижнюю границу почвы максимальную глубину ее прокрашивания гумусом, т. е. включал в толщу собственно почвы только горизонты А и В, понимая под горизонтом А гумусовый слой и под горизонтом В — слой, переходный по гумусированности (в настоящее время под горизонтом В понимается слой иллювиально-метаморфического преобразования породы); нижележащий же горизонт С— мате ринскую породу — он относил к подпочве. П. А. Костычев считал, что нижняя граница почвы определяется глубиной проникнове ния основной массы корней растений. Академик К. Д. Глинка (1867—1927) отождествлял нижнюю границу почвы с нижней границей коры выветривания, хотя и подчеркивал принципиаль ное различие между ними. Г.Н.Высоцкий (1863—1939) опреде лял нижнюю границу почвы глубиной ее ежегодного промачивания атмосферными осадками.
Таким образом, вопрос о нижней границе почвы решается сложно и часто неоднозначно, в зависимости от того, в каких целях он рассматривается: при изучении почвы как естествен но-исторического природного тела, как среды обитания растений или как объекта инженерно-технической мелиорации.
В настоящее время в почвоведении принято включать в сос тав почвы горизонты О, А, В и их дериваты (Т, Е, G), а нижеле жащие горизонты С, D, R относить к подпочве в соответствии
8
с |
принципом Докучаева— |
ЭПА- |
|
Коссовича (определение поч |
|
||
венных горизонтов см. ниже |
|
||
в |
соответствующем разделе |
|
|
учебника). |
|
|
|
|
Верхняя |
граница поч |
|
вы — это поверхность разде |
|
||
ла между почвой и атмосфе |
|
||
рой, т. е. поверхность суши |
|
||
Земли, либо между почвой и |
|
||
гидросферой |
для подводных |
|
|
почв (плавневые, маршевые,
мангровые, затопленные ри |
Рис. |
1 |
Схема расположения |
почвен |
|
совые почвы и т. п.). |
ных |
индивидуумов - педонов |
(П) в |
||
пределах |
элементарного почвенного |
||||
Что же касается боковых |
|||||
ареала — полипедона (ЭПА) |
|
||||
границ почвенного тела, то, поскольку почвенный покров
суши Земли является сплошным и почвы переходят одна в другую обычно постепенно, без резко выраженных границ раздела, граница между двумя разными почвами становится диффузной и трудно выделяется в натуре. Однако это не значит, что границы нет: диффузная граница — это тоже граница, но имеющая некоторые пределы неопределенности. В почвоведении принято оп ределение боковых границ почвы как вертикальных поверхностей
раздела |
между |
соседствующими |
почвенными |
индивиду |
умами. |
|
|
|
|
Поскольку почва является сложной структурной системой, она всегда имеет какую-то степень неоднородности. Отсюда задача определения почвенного индивидуума сводится к отыска нию тех пределов почвенной неоднородности, которые позволяют говорить о самостоятельном природном теле, отличном от окру жающих тел. Соответственно почвенный индивидуум (педон — по терминологии современной школы США, почвенная особь, элементарная единица почвы) — это минимальный объем почвы, горизонтальные размеры которого достаточно большие, чтобы иметь полный спектр вариабельности соотношений генетических горизонтов, соответствующий минимальной горизонтальной не однородности почвы по диагностическим признакам (рис. 1).
В зависимости от типа почвы и ее строения горизонтальные размеры почвенного индивидуума могут колебаться в широких пределах от долей до десятков и сотен квадратных метров. По измерениям Ф.И.Козловского (1972), площади почвенных индивидуумов (в м2) для дерново-подзолистой почвы на покров ном суглинке Подмосковья составили от 1,75 до 28, для типич
ного |
чернозема на лессовидном суглинке |
Курской области — |
28 и |
для лугово-каштановой почвы на |
элювии шоколадных |
глин Сарпинской низменности — 7. В плане реальная форма поч венного индивидуума может быть весьма разнообразной — гексагональной, округлой, овальной, вытянутой по какой-то
9
Рис 2 Блок-схема комбинации линейно-вытянутых элементарных почвенных ареалов в речной долине таежной зоны:
1 — аллювиальная луговая почва, 2 — болотная почва, 3 — болотно-подзолистая почва, 4 — подзолистая почва
одной оси, амебовидной, ветвистой — в зависимости от микро рельефа, строения и характера горных пород, гидрогеологических условий.
Ряд одинаковых почвенных индивидуумов в своем совместном простирании по площади дают элементарный почвенный ареал
(рис. 2), под которым понимается единица почвенного покро ва, относящаяся к одной классификационной единице наиболее низкого таксономического ранга, занимающая пространство, со всех сторон ограниченное другими элементарными почвенными ареалами или непочвенными образованиями (В. М. Фридланд, 1965). Аналогичными понятию элементарного почвенного ареала (не синонимами, но в принципе соответствующими друг другу) являются следующие понятия, в разное время введенные в науку.
полипедон — школа |
США, 1960; педотоп — Э. Эвальд, 1966; |
женон — Ж. Булей, |
1969. |
Место и роль почвы в природе
Располагаясь на границе соприкосновения и взаимодействия планетарных оболочек — литосферы, атмосферы, гидросферы — и развиваясь в результате их взаимодействия, трансформирован ного через активную (при жизни) и пассивную (после отмира ния) деятельность наземных организмов, почва играет специфи ческую роль в этой сложной системе земных геосфер, формируя особую геосферу — педосферу, или почвенный покров Земли
(рис. 3).
Одновременно почва является компонентом биосферы — об ласти распространения жизни на Земле, по определению акаде мика В. И. Вернадского.
10
Глобальные функции поч вы многогранны, их несколь ко. Первая и главная из
них — это обеспечение суще ствования жизни на Земле.
Именно из почвы растения, а через них и животные, и че ловек получают элементы ми нерального питания и воду для создания своей биомас сы. В почве аккумулируются необходимые организмам биофильные элементы в до ступных для них формах хи
мических соединений. В почве укореняются наземные растения, в ней обитает огромная масса почвообитающих живот ных, она плотно населена микроорганизмами. Без почвы существо вание природных ассоциаций живых организмов на Земле не возможно. Важно при этом подчеркнуть диалектическое единство биосферных процессов: почва — это следствие жизни и одновре
менно условие ее существования.
Вторая важнейшая глобальная функция почвы — это обеспече ние постоянного взаимодействия большого геологического и мало го биологического круговоротов (циклов) веществ на земной по верхности.
Попадая на поверхность земли (при формировании земной коры, вулканизме, излияниях в разломах), первичные горные породы подвергаются выветриванию. В верхней части коры вы ветривания формируется почва, аккумулирующая элементы пи тания живых организмов. Эти элементы захватываются из почвы растениями и через ряд промежуточных трофических циклов (растения — животные — микроорганизмы) возвращают ся назад в почву, что и составляет малый биологический круговорот веществ. Из почвы элементы частично выносятся атмосферными осадками в гидрографическую сеть, в зоны ак кумуляции и в конечном итоге в Мировой океан, где дают начало образованию осадочных горных пород, которые в геологической истории Земли могут либо выйти опять на поверхность, либо вначале подвергнуться глубинному метаморфизму. Это большой геологический круговорот веществ. Почва является связующим звеном и регулятором взаимодействия двух этих циклов ве щества на земной поверхности.
Третья глобальная функция почвы — регулирование химичес кого состава атмосферы и гидросферы. Почвенное «дыхание» вместе с фотосинтезом и дыханием живых организмов играет определяющую роль в создании и поддержании состава призем ного слоя атмосферного воздуха, а через него и атмосферы в целом. В геологической истории Земли, вероятно, почва сыгра ла немаловажную роль в создании современной атмосферы.
11
С другой стороны, именно почвенный покров определяет состав тех веществ, которые поступают в гидросферу на континенталь¬ ной ветви глобального круговорота воды.
Четвертая глобальная функция почвы — регулирование био сферных процессов, в частности плотности жизни на Земле, путем динамичного воспроизводства почвенного плодородия, в чем опять-таки рельефно проявляется диалектика природы, поскольку почва имеет свойства, обеспечивающие жизнь расте ний, и лимитирующие ее факторы. Распределение живых орга низмов на суше Земли и их плотность в значительной степени определяются географической неоднородностью почвы и ее пло дородием наряду с климатическими факторами.
Наконец, пятая глобальная функция почвы — это аккумуля
ция активного органического вещества и связанной с ним хими ческой энергии на земной поверхности.
В конкретном проявлении биосферы на Земле почва явля ется неотъемлемым компонентом природных экосистем или био геоценозов по терминологии академика В.Н.Сукачева (1880— 1968), из которых состоит биосфера, входя в них в качестве особой подсистемы, связанной с другими подсистемами данной экосистемы и окружающих экосистем многочисленными прямыми и обратными функциональными связями (схема 1).
АТМОСФЕРА |
|
АТМОСФЕРА |
|
РАСТЕНИЯ |
ЖИВОТНЫЕ |
РАСТЕНИЯ |
ЖИВОТНЫЕ |
МИКРООР |
|
МИКРООР |
|
ГАНИЗМЫ |
|
ГАНИЗМЫ |
|
ПОЧВА |
|
ПОЧВА |
|
ГРУНТОВЫЕ |
|
ГРУНТОВЫЕ |
|
ВОДЫ |
|
ВОДЫ |
|
ГРУНТ |
|
ГРУНТ |
|
ЭКОСИСТЕМА 1 |
|
ЭКОСИСТЕМА 2 |
|
С х е м а 1. Структура природных наземных экосистем и |
их связей |
||
в ландшафтах через атмосферу, организмы и грунтовые воды
Место и роль почвы в жизни и деятельности человека
В экосфере, т. е. природной среде обитания человека, почве принадлежит существенная роль, поскольку именно благодаря почве обеспечивается главная масса получаемой им пищи.
Почва — это основное средство сельскохозяйственного произ-
12