Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

Установлено, что при избытке годовых осадков и низком значении радиационного баланса индекс сухости лежит в преде­ лах значений меньше единицы. При избытке тепла и недостатке годовых осадков радиационный индекс сухости значительно выше единицы.

Учет радиационного баланса и радиационного индекса су­ хости позволил выявить географические закономерности годич­ ной биологической продукции (а также запасов фитомассы) в теснейшей связи с особенностями климата. Работами Н. И. Базилевич и Л. Е. Родина (1970) показано, что при значении R<147—168 кДж/(см2•год) на повышении продукции особенно сказывается увеличение тепловых ресурсов. При значениях R> >147—168 кДж/(см2•год) основная роль принадлежит воде. Таким образом, если ресурсы тепла достаточно велики, дополни­ тельное увлажнение приводит к увеличению продукции, при недостатке тепла — к ее снижению.

Исключительно большая роль климата в процессах почво­ образования заставила на основе учета термических параметров произвести выделение в каждом почвенном типе фациальных подтипов, для которых вводятся номенклатурные обозначения, связанные с их термическим режимом: жаркие, теплые, умеренно теплые, холодные, умеренно холодные, промерзающие, непромерзающие почвы и т. д. Например, дается такое определение: чер­ нозем обыкновенный очень теплый, периодически промерзающий (встречается в Молдавии, на юге Украины, в Предкавказье), или — дерново-подзолистые умеренно холодные длительно про­ мерзающие почвы (южно-таежные леса).

Таким образом, общепланетарное значение климата сказы­ вается прежде всего в распределении по лику земного шара поч- венно-биоклиматических поясов, зон и областей. На основании соотношений поступления тепла и воды на земную поверхность и в соответствии с их относительной ролью в почвообразовании выделяются гидротермические ряды почв (В. Р. Волобуев, 1972).

Помимо «общеземного» климата, определяющего главные особенности закономерного размещения почв на земной поверх­ ности, в процессах почвообразования большую роль играет мест­ ный климат, получивший название «микроклимата». Возникнове­ ние того или иного типа «микроклимата» определяется в основ­ ном формами рельефа, экспозицией склонов и характером расти­ тельного покрова.

В. Р. Волобуев (1983) к области микроклимата относит при­ земный слой воздуха на высоте до 2 м от поверхности Земли и его сопряжение с поверхностными слоями почвы с соответствую­ щими климатическими параметрами.

Для оценки взаимодействия между приземным слоем атмо-

276

сферы и почвой берется сопряженность среднегодовой темпера­ туры воздуха на уровне 2 м от поверхности Земли и среднегодо­ вой температуры почвы на глубине 20 см от поверхности Земли Между этими величинами существует строгая связь, позволяю­ щая установить наиболее общие количественные соотношения, носящие в общем прямолинейный характер как по среднегодо­ вым, так и по сезонным показателям.

Аналогичные закономерности были установлены и по водному режиму почв. Показано наличие тесной связи влажности почв (в расчетном слое 0,4 м) с климатическими показателями увлаж­ ненности — относительной влажностью воздуха и коэффициентом увлажненности КУ.

Чередование в рельефе положительных (водоразделы, скло­ ны) и отрицательных (впадины, межсклоновые долины, долины рек) элементов рельефа способствует перераспределению по тер­ ритории влаги атмосферных осадков и созданию контрастных водных режимов почв возвышенных и пониженных участков. На террасах и поймах при этом сказывается влияние близкого уровня грунтовых вод и паводков.

На равнинных территориях перераспределителем тепла и влаги служит микрорельеф. Микрозападины являются местными аккумуляторами поверхностных вод и играют значительную роль в создании местного микроклимата.

Не меньшая роль в создании микроклимата принадлежит растительности. При одинаковом строении рельефа создаются большие различия в водно-тепловом режиме почв на участках, занятых лесной растительностью и открытым полем или лугом.

16.3. Роль биологического фактора в процессах почвообразования

Наиболее могущественным фактором, оказывающим влияние на направление почвообразовательного процесса, являются живые организмы. По словам В. И. Вернадского, «... на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим конечным последст­ виям, чем живые организмы, взятые в целом». Начало почвооб­ разования всегда связано с поселением организмов на мине­ ральном субстрате. В почве обитают представители всех четырех царств живой природы — растения, животные, грибы, прокарио­ ты. Пионерами в освоении и преобразовании косного минераль­ ного вещества в почве яляются различные виды микроорганиз­ мов, лишайники, водоросли. Они еще не создают почву, они готовят биогенный мелкозем — субстрат для поселения высших растений — основных продуцентов органического вещества. Именно им, высшим растениям, как главным накопителям веще­ ства и энергии в биосфере, и принадлежит ведущая роль в про­ цессах почвообразования.

277

Первые ориентировочные подсчеты массы живого вещества на Земле были произведены В. И. Вернадским. Он нашел, что вся биомасса на суше составляет п•1012 т. По подсчетам В. А. Ковды (1973) биомасса, создаваемая всеми видами организмов на суше, равна примерно 3•101 2 —1•101 3 т, в том числе: леса — п•1011—п•1012; травы — п•1010—р•1011; животные — п•109; микроорганизмы—п•108 - 9 .

Фиксированная солнечная энергия, содержащаяся в биомассе суши, составляет п•1019 кДж. Фитомасса, создаваемая высшими растениями, сильно варьирует в зависимости от типа раститель­ ности и конкретных условий ее формирования. Биомасса и го­ дичная продуктивность древесной растительности значительно увеличивается в направлении от высоких широт к более низким, а травянистой растительности лугов и степей заметно снижается от лесостепи к сухим степям и полупустыням (табл. 58).

Т а б л и ц а 58. Биологическая продуктивность основных типов растительности, ц/га

(по Л. Е. Родину и Н. И. Базилевич, 1965)

Растительность, местный климат, почвы, животные и микроор­ ганизмы, населяющие почвы, локальные условия рельефа, гор­ ные породы, поверхностные и грунтовые воды всякой местности (ландшафта) развиваются совместно, образуют сложную взаи­ мосвязанную экологическую систему.

Экологические системы называют также биогеоценозами. Они разнообразны и многочисленны, но их географическое распре­ деление на суше тесно связано с распределением почв. Почвы и являются важнейшими компонентами биогеоценозов.

Потоки энергии и вещества и обмен ими идет непрерывно в системе живое вещество - почва. По мере усложнения и разра­ стания пищевых цепей в биогеоценозах растет и объем этого потока.

278

Через опад и отпад органическое вещество, созданное расте­ ниями, попадает на почву и в почву и под воздействием живых организмов, населяющих почву (огромного числа видов беспоз­ воночных животных и микроорганизмов), подвергается процес­ сам трансформации и либо минерализуется до некоторых прос­

гумус. В гумусовой оболочке Земли сосредоточено такое же коли­ чество энергии (п•1019—п•1020 кДж), как и во всей биомассе суши (В. А. Ковда, 1973).

Роль древесной и травянистой, лесной и степной или луговой растительности в процессах почвообразования существенно раз­ лична.

Под лесом опад, являющийся главным источником гумуса, поступает преимущественно на поверхность почвы. В меньшей степени в гумусообразовании участвуют корни древесной расти­ тельности.

В хвойном лесу опад, в силу специфики его химического состава и большой механической прочности, очень медленно подвергается процессам разложения. Лесной опад вместе с гру­ бым гумусом образует подстилку типа «мор» той или иной мощ­ ности. Процесс разложения в подстилке осуществляется преиму­ щественно грибами; гумус имеет фульватный характер. Процесс почвообразования при промывном водном режиме под лесами чаще идет по типу подзолообразования. Формирующиеся почвы характеризуются высокой кислотностью, ненасыщенностью ос­ нованиями, малой гумусностью, низким содержанием питатель­ ных элементов, особенно азота, пониженной биологической ак­ тивностью и низким уровнем плодородия.

Биологический круговорот химических элементов под пологом хвойных лесов существенно отличается от круговорота в хвойношироколиственных и широколиственных лесах. По сравнению с хвойными широколиственные леса вовлекают в круговорот вдвое-втрое больше кальция и магния, а также азота, фосфора и других элементов питания. Поэтому различия в количестве вовлеченных питательных веществ между хвойными и широко­ лиственными лесами весьма существенны. С опадом листвы липняков и дубняков ежегодно поступает вчетверо-впятеро боль­ ше кальция, магния и других элементов по сравнению с опадом хвойных пород (табл. 59).

В смешанных и, особенно, в широколиственных лесах лист­ венный опад более мягкий, содержит в своем составе высокое количество оснований, богат азотом. Процесс минерализации ежегодного опада в основном совершается в течение годового цикла. В лесах подобного типа в гумусообразовании принимает большое участия опад травянистой растительности. Освобожда­ ющиеся при минерализации опада основания нейтрализуют кис­ лые продукты почвообразования, синтезируется более насыщен­ ный кальцием гумус гуматно-фульватного типа. Формируются

279