 |
|
|
Почвы и климат |
|
|
|
Почвы и климат |
|
Содержание:
|
Рассмотренные выше вопросы закономерных соотношений между гидротермическим режимом почв и общим климатом, роли этого гидротермического режима в течении физических и химических элементов почвообразования, значения климата как существенного условия биологической деятельности в почве, хотя и касались важных сторон почвообразования, однако не давали еще целостной характеристики процесса формирования почв.
Само понятие об изучении генезиса явления—стремление проникнуть в историю его развития и проследить законы эволюции последовательных стадий развития явления заключает в себе, указывает В. Р. Вильяме (1926), основное условие исследования изучаемого явления от начальных стадий его зарождения в порядке развивающихся и усложняющихся моментов его развития, т. е. путь от более простого к более сложному.
Соблюдение этого основного условия особенно важно при изучении такого сложного явления, как почвообразовательный процесс, протекающего при беспрерывной взаимной интерференции, совместного и одновременного развития двух рядов процессов—явлений лито генезиса и явлений биогенезиса.
В связи с этим единственным методологически правильным порядком рассмотрения и изучения почвенного покрова северного полушария, а в частности Европейской части СССР, будет порядок следования от более молодых почв крайнего севера—почв тундровой зоны к более древним почвам крайнего юга. Этот обзор мы сделаем с позиций учения В. Р. Вильямса о едином почвообразовательном процессе.
После освобождения великой северной равнины от ледяного покро- ва послетретичного оледенения она представляла поверхность, покрытую понижениями, замкнутую со всех сторон небольшими повышениями рельефа. Понижения западинной равнины наполнялись атмосферной водой, которая, не будучи в состоянии просочиться в скованный вечной мерзлотой грунт, скапливалась в понижениях и затем стекала по направлению общего уклона местности. Этот общий сток приводил постепенно к развитию эрозии. Скудная растительность тундры не могла надолго задержать этот процесс начала эрозии страны. Процесс первичной эрозии резко сказался на ускорении завоевания тундры тайгой.
Уже в тундре сказывается огромное влияние состояния поверхности почвы и растительного покрова на климат. Затрудненность стока воды и низкая испаряемость создают чрезвычайно высокую влажность воздуха. С другой стороны, скудость растительного покрова обясняет другую характерную черту климата тундры. Мхи и особенно лишайники, а также угнетенные высшие растения оставляют непоглощенной большую^долюпритекаюшей солнечной энергии, что и обусловливает резкую контрастность температур дня и ночи.
Тайга надолго закрепляет состояние рельефа, достигнутое работой воды в период господства тундры. Все количество воды, достигшее почвы, поглощается ею. Испарение деревьями воды как механически удерживаемой кронами, так и транспирируемой, поддерживает влажность воздуха. Количество свободной, непосредственно отражаемой солнечной энергии достигает своего минимума. Устанавливается умеренная летняя температура лесной зоны без резких разниц дневной и ночной температур. Денудационная работа воды сосредоточивается исключительно в поймах рек.
В дальнейшем, однако, ландшафт постепенно меняется.
Под пологом деревянистой растительной формации в таежной зоне протекает подзолообразовательный процесс. В наиболее чистой форме он проявляется под пологом сомкнутого леса. Под лесной растительной формацией происходит накопление ежегодного растительного отпада, образующего лесную подстилку. Последняя обладает влагоем- костью в высшей степени ее проявления и одновременно отличается высокой проницаемостью. В почве обособляются подзолистый и орштейновый горизонты.
В процессе развития деревянистой растительной формации таежной зоны всегда наблюдаются две фазы—„сомкнутого" и „осветленного- леса, связанных между собой попеременностью смены и постепенностью переходов. На фоне смены этих фаз развивается новый процесс, постепенно приводящий к погашению первого, подзолообра- зовательного периода, к его полному затуханию."
Существенное свойство луговой или дерновой растительной формации—отмирание ее в начале зимы—обусловливает прогрессивное накопление в занимаемой ею почве как органических остатков, так и аморфного перегноя. Это явление вызывает ряд процессов, которые неминуемо приводят к изменению среды.
Дерновый процесс почвообразования протекает в определенной последовательности стадий. И. В. Тюриным (1949) дано обобщенное изложение представлений В. Р. Вильямса о дерновом периоде почвообразования и его стадиях.
Стадия дерновая луговая, или лугпво-лрсняяг развивается при участии травянистой луговой растительности, внедряющейся под полог леса в фазу его осветления, или сменяющей лес после отмирания его в результате борьбы с лугом, или после вырубки леса. Эта стадия соответствует образованию дерново-подзолистых и дерново-луговых почв и характеризуется накоплением органического вещества и элементов зольной пищи растений и развитием более или менее прочной комковатой структуры в верхнем горизонте почвы.
Стадия лугово-степнаяу сменяющая дерновую, либо (в известных случаях) болотную, протекает при участии травянисшй^лугово-степ- ной^растительности и соответствует образованию черноземов; характеризуется значительным накоплением на большую глубину перегноя, насыщенного кальцием, и образованием прочной мелкокомковатой структуры.
До периода наступления процесса массового изреживания тайги смена растительного покрова совершалась под преобладающим влиянием одной общей причины, подавлявшей своим влиянием все частные, индивидуальные причины. Такой общей причиной был абсолютный почвенный возраст страны, пишет В. Р. Вильяме (1939).
Однако и дальнейшем, по мере смены леса лугом, появившиеся новые элементы рельефа начали по-разному воспринимать первично однородные элементы широтного климата, обусловленные как общей причиной—положением в отношении ледника, так и характером ландшафта. Перераспределение питательных веществ в тенденции ведет к обеднению водоразделов и обогащению ими депрессий. Это находит отражение в разном растительном и почвенном покрове, или относительном возрасте почв по элементам рельефа.
Под влиянием обеднения почв водоразделов элементами зольной пищи растений эти почвы быстро достигают значительной выщелоченно- сти, так как все элементы зольной пищи растений переходят в неусвояемые формы органического вещества болот. Снос элементов пищи в депрессии обусловливает относительно более молодой возраст этих почв, т. е. более длительное пребывание на них лугов. Изменение почв и растительности при их эволюции в связи с местным рельефом, в свою очередь, определяя микроклимат, воздействует на; условия общего климата.
Болота в процессе эволюции заменили леса, и климат постепенно должен был измениться. В. Р. Вильяме эту взаимосвязь представлял в следующем виде.
Отсутствие леса вызвало дружную весну, разливы рек'сделались стремительными, размыв коренных берегов быстрыми делювиальными потоками усилился. Расчленение местности повело к началу отмирания болот. В местах отмерших торфяных болот начала скапливаться свободная вода. Отдельные скопления воды, сливаясь, стали образовывать озера, и вода, переполняя весной эти озера, прокладывала себе по уклону путь к стоку, постепенно размывая водоразделы. Вследствие быстрого притока воды весной и после ливней реки начинают размывать свои верховья навстречу размыву водораздельных болот. Происходит размыв водоразделов и расчленение рельефа оврагами.
Отмирание болот и последующий размыв страны должны, были повлечь за собой дальнейшее изменение климата. Весна стала дружной в смысле быстрого таяния незащищенного лесом снегового покрова. Снеговая вода, не сдерживаемая отмершей растительностью болот, и вследствие начавшегося расчленения рельефа все быстрее сбегает в реки и по ним в моря. Реки второго порядка, текущие весной стремительными потоками, быстро иссякают. Даже реки первого порядка, если весь бассейн их обезлесен, летом мелеют. Водный режим страны становится прерывистым, с многоснежной зимой, многоводной весной и безводным летом. Постепенно страна начинает приобретать черты степного климат.
По мере приобретения страной черт степного климата все более благоприятными становятся условия для развития лугово-степной стадии дернового периода. Но и эта стадия в своем развитии заключает черты, приводящие к ее изжитию.
Существенное свойство луговой растительной формации—ежегодно откладывать в массе почвы органические остатки и перегной—привело к созданию прочной рыхлой комковатой структуры, обусловившей способность этих почв вмещать в своей массе все годовое количество атмосферных осадков. Таким образом, условия максимального плодородия почв—одновременное и непрерывное снабжение растений максимальным количеством воды и усвояемыми формами всех элементов зольной пищи и минеральных соединений азота при слабо кислой реакции почвы—осуществляется в полной мере в обыкновенном и тучном черноземе.
Вместе с мощным развитием на черноземах травянистой растительности в черноземе происходит заполнение неволосных промежутков между комками массой аморфного гумуса, а на поверхности почвы образуется густой войлок переплетающихся корней и остатков надземных частей растений.
Ясно, что водный режим такой почвы должен был коренным образом измениться. Дождевые воды могут проникать в нее только волосным током, т. е. со все замедляющейся скоростью, вследствие чего значительная часть осадков дождей стекает по уклону местности, не впитываясь в почву. Снеговые воды также скатываются по уклону местности, поскольку вся почва весной находится в состоянии волосного насыщения водой. Весенний запас воды, очевидно, меньший, чем в начальной фазе развития черноземной стадии дернового периода, быстро используется богатой весенней флорой черноземной степи, и дальнейшее развитие растительности степей будет целиком зависеть от частоты выпадения дождей. Но и влага летних дождей также будет быстро использована луговой растительностью степей. Все это должно вести к тому, что прежний, устойчивый водный режим луговой степи сменяется прерывистым: полной обеспеченностью флоры водой в течение весны и летними засухами.
Изменение условий среды развития растений, в свою очередь, должно обусловить смену растительных группировок, появление растительности, более приспособленной к новым условиям. Происходит смена луговой растительности растительностью флоры рано отмирающих однолетних и многолетних растений—эфемерами. Сомкнутая дернина, характерная для черноземов луговой степи, постепенно переходит в изреживающийся травянистый покров. Изреженность растительного покрова—отсутствие сомкнутой дернины—формальный признак, отличающий степь от луга.
Почвы степной зоны, в силу пониженной структурности несомкнутой дернины и др., неустойчивы в отношении разрушающего действия воды и характеризуются также замедленным волосным поступлением в почву воды атмосферных осадков. В связи с этим, даже при небольшом количестве атмосферных осадков, значительная часть их скатывается по уклону местности, произведя большую эрозионную работу. При таком водном режиме страны чрезвычайно падает влажность воздуха и все элементы климата приобретают характер контрастности.
Рассмотренные периоды, стадии и фазы почвообразования, хотя, очевидно, и не охватывают всего многообразия его проявлений, тем не менее убедительно показывают, что учение В. Р. Вильямса о процессе почвообразования является принципиальной основой для пра- вильнрго -понимания единства и взаимосвязи системы почва—климат —растение.
Вместе с этим в трудах В. Р. Вильямса содержится много сведений о ряде различий в составе почв разных зон. Но эта характеристика не охватывает почвообразование во всех его периодах, стадиях и фазах. Знание процесса почвообразования в его конкретном, многообразном выражении не может быть полным, опосредственным и, следовательно, в должной мере глубоким, без достаточной количественно-качественной характеристики во всех его основных проявлениях. Выполнение такой характеристики в настоящее время, при наличии огромного фактического материала,—задача достаточно трудная. В аспекте выяснения почвенно-климатических соотношений необходимо рассмотреть, хотя бы в предварительном общем виде, такие вопросы, как сопряженность распространения тех или других почв с определенными климатическими условиями, закономерности изменения общего состава почвенной массы в связи с климатом, минералогический состав почв различных климатических областей и некоторые другие.
АНАЛИЗ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ СОПРЯЖЕННОСТИ ПОЧВ С КЛИМАТОМ
В генетическом почвоведении давно ощущалась настоятельная необходимость в количественном анализе географических закономерностей распределения почв в зависимости от климата.
Наряду с многочисленными сопоставлениями географии почв с теми или другими климатическими картами, наряду с еще более многочисленными примерами простого сопоставления распространения почв с более или менее разнообразными отдельными климатическими элементами, давно уже предпринимались попытки придать этому роду почвенно-географических исследований более строгий характер путем того или другого количественного обобщения.
Однако количественные методы исследования региональных вопросов в географическом почвоведении применяются еще в относительно ограниченной мере. В. В. Докучаев, как показано было выше, придавал большое значение количественному методу исследования в науке о почве. И надо сказать, что именно В. В. Докучаеву принадлежит первая попытка определенной количественной оценки климата для цёлей характеристики роли его в почвообразовании.
В ,Классификации почв*, опубликованной в 1900 г. („Почвоведение", № 2), В. В. Докучаев, описывая физико-географические условия, обычные для выделенных им почвенных типов, характеризует при этом климат такими показателями, как продолжительность холодного и жаркого периодов, количество атмосферных осадков, с одной стороны, и, с другой,—величиной испарения (в абсолютных значениях или в относительном выражении), характером снежного пэкрэва, степенью континентальности и некоторыми другими. Как видим, В. В. Докучаев, наряду с весьма разносторонней и определенно выраженной характеристикой климата, впервые употребил для этих целей соотношение между количеством атмосферных осадков и испарением, выразив этим наличие определенных качественных рубежей в количественном изменении климатических условий.
Идею ,В. В. Докучаева дальше развил Г. Н. Высоцкий (1905, 1906), сопоставивший распространение почв с определенными градациями степени атмосферного увлажнения. Последнее Г. Н. Высоцким было выражено через отношение количества атмосферных осадков к испаряемости по эвапарометру. По Г. Н. Высоцкому, при величине этого отношения 1 характерной для влажного климата—на пологих склонах возникают торфянистые и глеевые образования; при отношении 1 (климат умеренно-влажный)—дерновые, подзолисто-глеевые, выщелоченные почвы; при отношении^ (климат умеренно-сухой)— черноземные почвы и при отношенш^Тз, (климат сухой)—почвы сухих полынных степей. На других элементах рельефа формируется ряд других почвенных образований, также с чертами своеобразия. Но этот подход к изучению условий их образования не получил у Г. Н. Высоцкого дальнейшего развития.
Весьма показательно, что предпосылкой к появлению этой схемы явились такие выдающиеся достижения русской науки того времени, как почвенная карта земного шара К. Д. Глинки и метеорологические карты А. И. Воейкова.
Схема Б. И. Полынова наглядно демонстрировала связь почв, обладающих известной морфологией и химическими свойствами, с определенными климатическими условиями.
Наряду с этим нельзя не заметить, что как дождевой фактор Р. Ланга, так и его графическая схема не внесли чего-либо ^принципиально нового, сравнительно с предложениями Г. Н. Высоцкого и БГБ. Полынова.
Дождевой фактор Р. Ланга в свое время привлек к себе большое внимание и широко обсуждался. Р. Хирт (1926) опубликовал мировую карту дождевых факторов, а Г. Иенни (1930)—такую же карту по ТШГА: Попытки установить связь между почвенными признаками и дождевым фактором, предпринимавшиеся в Европе, США, Палестине, как отмечает Г. Иенни (1948), большей частью оказались мало успешными.
Столкнувшись с несоответствием своей схемы с действительными отношениями, Р. Ланг пытался найти выход в видоизменении метода расчета RF. Например, с целью получения RF для стран с холодной и более или менее продолжительной зимой, Р. Ланг рекомендовал делить среднее годовое количество осадков не на среднюю годовую температуру, а на частное от деления суммы температур теплых месяцев на 12. Но С. С. Неуструев (1931), вычисливший подобным способом RF для ряда пунктов СССР, установил значительные отклонения от наметившихся средних градаций RF, характерных для отдельных почвенных зон.
Несостоятельность дождевого фактора особенно обнаруживается, когда годовая температура падает ниже 0°С, и фактор приобретает отрицательное значение. Де-Мартон (1926) предложил обойти это затруднение, принимая в вычислении фактора Ланга вместо годовой температуры величину, равную годовой температуре —10. Ясно, что эта „поправка" нисколько не улучшала условного существа дождевого фактора.
В. Б. Шостакович (1932) предложил видоизмененный фактор Р. Ланга—фактор увлажнения, под которым понимал количество осадков (в мм) на каждую десятую долю градуса средней за вегетационный период температуры. Пользуясь этим фактором и средней температурой вегетационного периода, В. Б. Шостакович составил карту климатических зон СССР, показавших совпадение с почвенными зонами.
Прежде всего, вызывает недоумение крайняя широта амплитуды TVS-коэффициентов для отдельных почвенных образований. Например, для высокогорных почв A/S-коэффициент изменяется от 100 до 400. Вместе с этим для генетически самых различных почвенных типов А^-коэффициент указывается одинаковой величины. Например, амплитуда NS-коэффициента для высокогорных почв выше пределов колебаний TVS-коэффициента почти всех остальных почвенных подразделений (каштановой 100—275, черноземы 125—350, тундра 500—600, „северорусские" почвы 400—600). Но NS-коэффициент все же, пови- димому, в известной мере улавливает качественный порядок почвенно- климатических соотношений, что иногда обусловливает приемлемость этого показателя для почвенно-географического анализа. Так, например, Г. Иенни (1931) нашел корреляцию между почвами США и MS-коэффициентом.
А. А. Каминский (1924, 1931), учитывая, что фактор Р. Ланга и другие коэффициенты" не имеют какого-либо определенного физического смысла, пошел по пути установления связи климатических зон, почв и растительности с ходом относительной влажности воздуха, взятой по наблюдениям в 13 час. А. А. Каминскии выделил по этому признаку, с учетом и температуры воздуха, ряд зон на территории Европейской части СССР, показавших хорошее соответствие с почвенными зонами.
Е. Кроузер (1931), рассмотрев попытки Р. Ланга, Мейера и некоторые др., пришел к справедливому заключению, что количественные выражения, предложенные ранее для соотношения почвы и климата, были выведены априорно из не вполне соответственно подобранных соображений о процессах почвообразования и из заключений, основанных на некоторых изолированных наблюдениях в далеко друг от друга расположенных районах. При этом Е. Кроузер высказал также мысль о том, что сопоставление простых климатических данных и характеристик почв, допускающих количественное выражение, окажется более удобным, чем простое сопоставление карты того или другого климатического показателя с распространением какой-либо широко развитой почвы.
В развитие этой мысли Е. Кроузер прибег к вариационной статистике (по методу групп Фишера), определяя среднее значение средней годовой температуры и годового количества осадков по основным почвенным зонам США и СССР. Это обработка показала, что для всех американских почв осадки, являются лучшим показателем, чем температура. Для почв кальциевых (от полупустынных до пустынных) температура вообще не показательна; она одинаково показательна с осадками для почв выщелоченных (алюможелезистых, по Марбуту, — от подзолов до латерита).
При всем разнообразии подходов к исследованию связи распространения почв с климатическими условиями, при всей отрывочности и, подчас, противоречивости результатов этих сопоставлений, так же как и высказываний, сделанных попутно с этим, некоторые выводы выясняются с достаточной определенностью. Результаты рассмотрения географии почв в связи с климатическими условиями убеждают в сложном характере этой связи. Распространение почв на земной поверхности обнаруживает связь с такими климатическими условиями как общие температурные условия, степень общей увлажненности, годовой ход температур (континентальные и морские климаты), распределение осадков по сезонам, относительная влажность воздуха и др. Распределение почв находится в связи с определенными сочетаниями перечисленных условий. Следовательно, для полного раскрытия связи географии почв с климатическими условиями необходимо принять во внимание многие климатические элементы.
При этом выяснилось также то важное обстоятельство, что распространение почв обнаруживает связь как с определенными совокупностями климатических элементов, так и с каждым из них в отдельности. Выяснилось, в частности, что распространение почв в наиболее общем виде обнаруживает связь с общими температурными условиями местности, с одной стороны, и со степенью общей увлажненности, с другой.
Обе основные зависимости (гидро- и термо-) привлекали внимание ряда исследователей, однако полнота их изучения далеко не одинаковая.
Связь распространения почв с температурными условиями была специально рассмотрена в немногих случаях и, при этом, лишь со стороны изменений средней годовой температуры (Ланг, Торнтвейт, Иенни).
Рассмотрение распределения почв в связи с условиями увлажнения было предметом внимания большего числа исследователей (Высоцкий, Ланг, Мейер, Каминский, Вигнер, Шостакович, Иенни, Прескотт, Торнтвейт и др.). Следует сказать, что при всей разрозненности и отрывочности результатов всех этих исследований, в общем сопоставлении они приводят к важным заключениям.
Все исследователи, изучавшие связь распространения почв с условиями увлажнения, исходили из представления, что показателем степени увлажненности может являться отношение величины выпадающих осадков к величине испаряемости. Но при этом для суждения о величине испаряемости привлекались разные данные, то более прямые, то более косвенные.
В связи с этим нельзя оставить без внимания предложенные Н. Н. Ивановым (1941) и Д. Прескоттом (1948) способы вычисления, которые дают результаты, наиболее соответствующие действительной природе, хотя и опираются они на разные данные. Но в них есть и общее. В обоих способах вычислений приняты показательные функции. Напрашивается вывод, что показательные функции позволяют правильнее отразить почвенно-климатические зависимости, существующие в природе.
Наконец, почти всем рассмотренным попыткам почвенно-климатических сопоставлений присущ один общий недостаток принципиального порядка: подход к разрешению задачи со статических позиций. Исследователи стремились установить „строгую" связь распространения почвенных типов с климатическими условиями, исходя из представления, что каждый отдельный почвенный тип должен характеризоваться только ему присущими климатическими условиями. И когда при практическом сопоставлении обнаруживалось, что в некоторых климатических условиях встречаются различные почвенные типы, исследователи в недоумении останавливались или склонны были придти к заключению о несовершенстве или недостаточности принятых во внимание климатических показателей.
Между тем, очевидно, что существование в одних и тех же климатических условиях разных почвенных типов, отражающих эволюцию почв, не только вполне закономерно, но лишь на основе этой эволюционной концепции и можно плодотворно исследовать почвенно- климатические соотношения.
История развития почвоведения с наглядностью демонстрирует, что в изучении зависимости почвообразования от климата главное внимание уделялось сопоставлению распространения почв с теми или другими климатическими элементами. Изменение же собственно свойств почв в связи с климатом исследовалось намного меньше.
На это обстоятельство Б. Б. Полынов указывал еще в 1915 г.: „В классификации почв связь определенных образований с определенными физико-географическими условиями в гораздо большей степени констатируется наблюдением, нежели разъясняется с точки зрения физико-химических процессов, и даже наибольшее в. этом смысле, что было дано в первый докучаевский момент, ограничивается исследованием условий накопления гумуса в черноземе (Докучаев, Костычев) да, пожалуй, еще отчасти разъяснением процесса подзолообразования44 (1915, стр. 49).
Вопросы выветривания и вторичного минералообразования в почве первоначально решались путем выполнения валовых янядИоди# главным образом, почв и материнских пород и, частью, почвенных новообразований. Работы в этом направлении (во многом обобщенные К. Д. Глинкой, 1931) дали немало ценных результатов. Ими, в частности, выявлены характерные черты таких типов почв, как подзолы, латериты, terra rossa и некоторых других. Однако метод валовых анализов во многих случаях не приводил к удовлетворительным результатам, будучи не в состоянии с необходимой тонкостью вскрыть особенности именно почвенного минералообразования. В связи с этим прибегали к исследованиям состава почв с помощью всевозможных вытяжек (солянокислых, щелочных и др.). Эти исследования прибавили немало дополнительного материала, интересного с точки зрения характеристики процессов минеральных превращений в почвах различных областей. Но и среди этих данных было много противоречивого. Серьезным затруднением при использовании результатов валовых анализов, а также кисдатннт, щелочных и др. вытяжек является их, в общем, разрозненный и несистематичный характер. Почвы многих областей еще не освещены этими данными. Кроме того, все эти сведения освещали лишь ограниченный круг вопросов. Вот почему данные этого рода исследований до сего времени не смогли явиться достаточно надежной основой для характеристики различий в почвообразовании в географическом аспекте. В частности, остались не выявленными закономерности минеральных превращений в связи с гидротермическими условиями.
О продуктах выветривания, как об особой группе минералов, впервые высказал мысль Полынов (1915); что касается копы выветри- вааия, указывал Б. Б. Полынов, недостаточно определить состав ее минералов, как самой внешней термодинамической оболочки, „но необходимо еще разделить эту зону на области уже в горизонтальном направлении и разгруппировать минералы и породы по этим областям" (1915, стр. 47).
К 1915 г., когда Б. Б. Полынов обсуждал вопрос о географических закономерностях распределения продуктов выветривания, было очень немного данных, проливающих свет на эти закономерности. Б. Б. Полынов указывал, что все известное в этом отношении ограничивается тем; что отмечен ряд минералов выветривания при теплом сухом климате (Самойлов, Тутковский) и К. Д. Глинкой указан турьит, в качестве минерала, характерного для тропического выветривания (в противоположность лимониту в ортштейнах подзолов севера).
В почвенной литературе высказывалось мнение, что температурные^ условия определяют лишь скорость процессов выветривайся: и почвообразования. Так, например, Б. Б. Полынов (1933), отмечая существование термических подтипов почв, говорил: „Возможно, что сущность отличия одного подтипа от другого обнаружится в интенсивности протекающего процесса, качественно одинакового". На этой же концепции построено и общее понимание Б. Б. Полыновым процессов выветривания и, в частности, образования латеритов (1934, 1935).
Однако ряд исследователей стоит на иной точке зрения, полагая, что климатические особенности вызывают качественные различия в процессах выветривания, имеющие существенное значение и для формирования почв.
Можно говорить о термических типах выветривания. Последние могут быть связаны прежде всего с существованием изоморфных систем минералов. Имеются также, например, определенные утверждения о наличии северного типа выветривания (Земятченский, 1933, 1939). Широко известна концепция А. Рейфенберга (1933), П. Фаге- лера(1935) и др., подчеркивающих своеобразие выветривания в тропических условиях. Наконец, недавние работы акад. Б. Б. Полынова (1944) по почвам Западной Грузии также привели к заключению о наличии своеобразия выветривания в субтропических условиях.
П. Земятченский (1933, 1939) указал некоторые черты своеобразия выветривания в условиях севера. Он пришел к заключению, что выветривание мусковита, например, в условиях умеренно-холодного и влажного климата "(Карелия, район Вятки) ведет к выщелачиванию в преобладающем количестве А1203 и щелочей и к накоплению в остаточном продукте SiO, Мп О, Н20; при атмосферном выветривании полевых^ шпатов каолин в этих условиях не образуется, что находится в согласии с фактом отсутствия каолинитовых залежей в данной климатической зоне.
Для выяснения закономерностей изменений минералогического состава почв различных климатических областей следует рассмотреть данные экспериментального исследования вторичного минералообразо- вания, результаты изучения состава минералов коры выветривания и, наконец, данные о составе глинистой и коллоидальной фракций почв.
Несмотря на выдающийся интерес для познания почвообразования экспериментального изучения процессов выветривания,—эта область, в сущности, остается мало освещенной. Обобщение прежних исследований, выполненных в этом направлении, произведено К. Д. Глинкой (1931). Из новейших работ определенный интерес представляют экспериментальные исследования по гидролизу и вторичному минералообразованию.
—Исследования гидролиза синтеза новых минералов производились по преимуществу при высоких температурах и давлении. Аналогичные же исследования в условиях, близких к природным,—единичны (Седлецкий, 1942). Однако и эти скудные материалы, пригодные в целях познания почвообразования лишь для условного использования, в общем сопоставлении могут представить известную ценность и в почвенно-генетическом отношении.
Результаты прежних исследований по гидролизу минералов недостаточно убедительны вследствие отсутствия идентификации остаточных продуктов прямыми методами. Гораздо больший интерес пред- ствляют недавние исследования Нортона по гидролизу полевых шпатов, слюд и др. при температурах не свыше 300—500° и относительно невысоких давлениях, сопровожающихся рентгеноскопическими исследованиями и показавших образование глинных минералов за счет гидролиза первичных.
Синтез же глинных минералов при обычных температуре и давлении осуществлен, как указывают И. Н. Антипов-Каратаев и др. (1942), лишь при смешивании молекулярно-дисперсных компонентов. Только при этом условии создавались предпосылки к образованию в осадках кристаллических веществ, в том числе и вторичных глинных минералов.
Вторичное минералообразование из смесей твердых осадков наблюдалось только при высоких температуре и давлении (Пермяков, 1931 и др.). Синтез глинных минералов в этих опытах из твердых минералов осуществлен при температурах около 300° и давлениях до 200— 300 атм в течение 100—200 часов. Результаты опытов показали, что направление процессов образования вторичных минералов находится в зависимости от щелочно-кислотного состояния среды. Опыты Пермя- кова (1936 и др.) показали, что в щелочных условиях образуются обогащенные основаниями минералов группы монтмориллонит-бейде- лита и мусковит-серицита, тогда как минералы, лишенные оснований—минералы группы каолинита, кварца, галлуазита и др.—возникают в кислой среде.
И. И. Гинзбург и И. А. Рукавишникова (1951), обобщившие обширнейший фактический материал по минералам коры выветривания, показывают, что образование минералов каолинитового, монтмориллонитового и галлуазитового рядов определяется тремя обстоятельствами: 1) первичным составом исходных силикатов; 2) условиями среды, в которой происходит разложение и синтез: 3) условиями выноса продуктов, образующихся при разложении пород.
Каолинит образуется за счет самых разнообразных минералов; главное в том, что исходный минерал должен содержать один из компонентов каолинита: глинозем или кремнезем. Основные полевые шпаты, нефелины, пироксены, амфиболы и эпидот чаще, чем кислые полевые шпаты, слюды и др. образуют монтмориллониты или галлуазиты. Присутствие калия способствует образованию слюды. Но один состав первичных минералов не определяет состав минералов.
Для процессов вторичного минералообразования важное значение имеет кодид££1во воды и рН среды, которые, в свою очередь, определяются климатическими факторами, количеством выпадающих атмосферных осадков, сезонными и среднегодовыми температурами, геоморфологией местности, характером растительности и составом породы, подвергающейся выветриванию.
Условия дренирования сказываются как на составе вторичного минералообразования, так й на скорости разложения первичных пород.
Некоторые основные моменты минералообразования в коре выветривания рисуются в следующем виде (поТинзбургу и Рукавишниковой, 1951).
Минералы группы монтмориллонитов обычны в условиях сухих и полусухих областей, в особенности при наличии основных пород. В условиях умеренного дренирования верхние горизонты выветривающихся основных пород состоят из галлуазита, в то время как нижние —из монтмориллонита. Застаивание грунтовых вод способствует образованию монтмориллонита и нонтронита. Обилие влаги и кислые условия выветривания вызывают образование каолинита и гидролиз на всевозможных породах, но преимущественно на кислых; в условиях хорошего дренажа образуются каолиниты, слабого—гидрослюды.
Следовательно, нельзя делать какого-либо однозначного заключения из факта наличия того или другого минерала в коре выветривания. Правильное суждение о характере выветривания может быть составлено на основе знания всей ассоциации вторичных минералов, а также состава исходных пород и условий выветривания.
В настоящее время с несомненностью выяснено, что очень много преобразований в земной коре связаны с деятельностью организмов.
В. И. Вернадским (1934) было отмечено, что влияние организмов в геохимии кремния может проявляться в двух направлениях: 1) в направлении биогенной каолинизации, т. е. создании жизнью глин в биосфере и 2) в разрушении глин жизнью, связанным с полным разрывом связи между алюминием и кремнием, и с разрушением каолинового ядра. Самые большие концентрации чистого кремнезема (кварца) получаются именно биохимическим _путзд, являются биохимическим процессом.
Давно раскрыто биогенное происхождение ряда месторождений седы, многих карбонатно-кальциевых пород. Бактерии, подобно кораллам, способны к созидательной работе, увеличивая поверхность суши. С деятельностью бактерий можно связывать образование нефти из отлагавшихся в далекие эпохи на дне водоемов водорослей и еще ряд других процессов (Исаченко, 1951). В определенных климатических условиях при участии микроорганизмов происходит обрастание камней углекислым кальцием (Красильников, 1949).
В литературе по почвенным коллоидам, согласно И. Н. Антипову- Каратаеву (1942), определились две_основные точки зрения на генезис коллоидно-дисперсных минералов в почве.
Зарубежные исследования почвенных коллоидов, отмечает: „Зарубежные исследователи, несмотря на ряд найденных закономерностей в характере распределения тех или иных групп минералов в различных почвенных типах (монтмориллонитовая и „серицитовая* группы минералов характерны для степных и слабо выщелоченных почв; каолинитовая и оксидная группы—для красноземов и латеритов, каолинитовая с „серицитовой" и оксидная группы—для выщелоченных и бурых подзолистых почв), воздерживаются от гипотетических генетических построений" (1949, стр. 93).
И. Н. Антипов-Каратаев, Г. М. Пономарева и И. Д. Седлецкий, признавая большую зависимость состава коллоидов от характера поч- венной среды полагают, однако, что вследствие относительной мед- ленйостй процессов трансформации первичных минералов и синтеза новых в результате также относительно медленной—вековой смены условий почвообразования „трудно ожидать очень большого разнообразия и большой дифференциации состава вторичных глинистых минералов и их групп в различных почвенных образованиях, во всяком случае, трудно ожидать такой дифференциации, которая приводила бы к дробным характерным группировкам минералов, соответствующим обязательно каждому типу почв. Можно, повидимому, говорить лишь о больших группах почв, объединенных единством качественного состава глинистых минералов.
Различия, соответствующие каждому типу почв внутри каждой группы, вероятно, в основном количественные44 (1942, стр. 55).
Названные авторы, исследовав коллоидно-дисперсные минералы почв пустыни, пустынных степей, степей и частично лесостепи, нашли общность в составе минералов большой группы пустынно-степных, и степных, частично лесостепных почв. Всюду имелся мусковит-серицит, а затем монтмориллонит или бейделит. Из этих данных И. Н. Антипов- Каратаев и Г. Н. Пономарева сделали вывод, что найденная ассоциация коллоидных минералов, „характерная для большой группы почв, не может служить для целей дифференциации этих почв на типы и, тем более, на полутипы, повидимому, эти возможности заключаются, повторяем, в количественных соотношениях названных минералов" (1942, стр. 59).
Но третий соавтор указанной работы—И. Д. Седлецкий придерживается совершенно иного мнения, считая, что имеющиеся данные позволяют проводить разделение типов почв. В свой специальной работе (1942) он подробно обосновывает это положение, доказывая, что по составу коллоидно-дисперсных минералов можно не только выделить стадии выветривания, но и подразделить их на более мелкие формы коры выветривания. При этом И. Д. Седлецкий исходит из представления о полной зависимости скорости прохождения стадий выветривания от климатических условий, в чем он, по его же указанию, полностью согласуется с Л. В. Пустоваловым (1940) и Д. Г. Виленским (1937).
Далее И. Д. Седледкий указывает: „Породы, выветриваясь, проходят все эти четыре стадии. Однако в зависимости от условий выветривания, отдельные стадии максимально сокращаются и даже вы- падают, тогда как другие максимально расширяются" (1942, стр. 69).
Обобщение экспериментальных данных по распространению глинистых минералов привело Н. И. Горбунова (1952) к заключению, что закономерности распределения минералов в почвах, породах и отложениях подчиняются более сложным закономерностям, чем это рисовалось прежде, и не могут быть уложены вKjcaicyio^^jHjSQ. .простую_схе- му. Общие выводы его по этому вопросу сводятся к следующему.
Мнение об обязательной приуроченности монтмориллонита к щелочным или нейтральным почвам, а каолинита—к кислым должно быть существенно изменено. И те, и другие минералы встречаются в разных типах почв и в разных условиях, но количество их по отношению к весу илистой фракции и к весу почвы неодинаково и зависит от многих причин. Наиболее важная роль при этом принадлежит почвообра- зующей породе, возрасту почв и биохимическим условиям ее формирования. Однако при всех значительных колебаниях в минералогическом составе илистой фракции почв выясняется, что содержание бей- деллита меньше в дерново-поцзолистых почвах и больше в черноземах. Минералы каолинитовой группы обнаруживаются, обычно, в больших количествах во всех дерново-подзолистых почвах, красноземах и желтоземах, тогда как в серых лесных почвах и в черноземах они встречаются в незначительных количествах. Большое количество слюд можно рассматривать в качестве показателя интенсивного течения почвообразования, а небольшое количество говорит о слабости этого процесса или о том, что эти минералы разрушились до гидрослюды имонт- мориллонитовой стадии.
В некоторых зарубежных работах также отмечается более сложный характер закономерностей изменения минералогического состава тонких фракций почв и спорность ряда положений в этой области. Эдельман и Шуфелен (1947) указали на большую зависимость минералогического состава почв от состава отложений, на которых развиваются, почвы. Это в особенности относится к почвам, формирующимся на аллювии. Ими же с позиций изоэлектрического минералообразования был истолкован описанный на Яве случай нахождения латерит- ных почв, содержащих каолинит, на более высоких элементах рельефа и черных глинистых почв, богатых монтмориллонитом,—на шлейфах склонов ( 18). С. Генин (1947), учитывая противоречивый характер данных о минералогическом составе почв различных областей, пришел к заключению, что несмотря на наличие ряда установленных корреляций, минералогическим составом илистой фракции почв можно в настоящее время пользоваться только для выделения подгрупп в пределах уже известных типов почв.
Таким образом, коллоидно-химические исследования дают ряд дополнительных оснований для объяснения характера почвообразования в разных климатических условиях. Но использование результатов коллоидно-химических исследований при решении вопросов генезиса почв должно проводиться в достаточно широком комплексе с данными о составе почвообразующих пород, условий рельефа, фаз выветривания, деятельности микроорганизмов и т. д.
Знакомясь с приведенными выше данными о минералогическом составе почв разных климатических областей, нельзя не заметить, что все эти сопоставления почвенная масса—климат в большинстве носят качественный характер. Между тем, можно с достаточным основанием сказать, что при исследовании связи между составом почвенной массы и климатом должны быть применены и методы математического анализа. Конечно, значение этого метода не следует преувеличивать и результаты, полученные с его помощью,—абсолютизировать, как это допускают некоторые буржуазные ученые, в частности Иенни. Математический метод в исследованиях зависимости почвеннак масса —климат полезен в том смысле, что он позволяет производить с необходимой объективностью сопоставление множественных данных и выявлять наиболее общие элементы зависимостей. Но результаты такого исследования могут быть ценными только в том случае, если они используются наряду с данными, полученными и другими методами, а также опираются на правильное, генетическое понимание почвообразования.
Попытки Робинсона и Хольмса сопоставить анализы коллоидных фракций ряда типичных почв США с климатическими условиями показали наличие обратной зависимости между отношениями Si02: А1203 и годовым количеством осадков, и отсутствие корреляции со средней годовой температурой и свойствами почвообразующих пород—степени зрелости пород. Неудачу в отношении последних показателей Е. Кро- узер объяснил затушевывающим влиянием осадков, не выделенных при исследовании зависимости от температуры. В значительной мере по аналогичной причине оказалась неудачной и попытка Г. Иенни (1929) выяснить зависимость соотношения Si02: А1203 от средней годовой температуры и yVS-коэффициентаМейера, не разделившего должным образом влияния температуры и осадков. Е. Кроузер вообщё полагает, что коэффициенты Ланга и Мейера мало подходят для математического сопоставления, йоскольку они не имеют физического смысла.
Е. Кроузер далее показал, что геологическая константа состава S0, в свою очередь, зависит от возраста пород. Так, при постоянных климатически* условиях S0 изменяется следующим образом: для аллювия из изверженных пород—1,7; для третичных юрских отложений из изверженных пород—2,3; для ледниковых—2,5; для аллювия из лёсса -3,6.
Рассмотренные выше примеры количественной характеристики соотношения почвенная климат—масса, так же как и другие, в частности, приведенные в книге Г. Иенни (1941 —1948), показывают наличие некоторых закономерных соотношений между климатом и свойствами почвенной массы, поддающихся и математической интерпретации. Но все эти зависимости носят частный характер и отражают закономерные соотношения почвенная масса—климат лишь для более или менее ограниченных рядов почв и гамм климатических условий. Существенно также и то, что попытки исследования соотношений почвенная масса—климат были только количественными, игнорировавшими возникновение качественного своеобразия при том или другом количественном изменении почвенного свойства. И, затем, во всех этих попытках отсутствовало понимание того, что при любом подобном аналитическом исследовании зависимости почвенная масса- климат не должны упускаться из виду взаимосвязь и взаимозависимость почв и условий их формирования, их развитие. Лишь -основываясь на этом положении, то или другое аналитическое исследование может приобрести определенный генетический смысл.
Все это и привело к тому, что указанные количественные сопоставления почвенная масса—климат остались, в сущности, лишь известной цллюетрацией к имеющейся характеристике выделенных почвенных типов.
Для понимания характера минеральных преобразований в процессе почвообразования несомненный интерес представляют соображения, высказанные А. Е. Ферсманом по вопросу о геохимической зональности отметив, что зональность химических процессов земной поверхности и их связь с климатическими поясами легла в основу не только современного почвоведения, но и осадочной геологии и минералогии, указал, однако, что до сих пор никем не был поставлен достаточно определенно вопрос о том, каковы же те физико-химические причины, которые обусловливают наблюдаемые поразительные различия геохимических соединений разных зон.
Основными факторами, определяющими различия хода геохимических процессов на разных широтах, по Ферсману являются в первую очередь колебания_температуры^ фазы воды.
Следствием этих же причин является и различие в биохимических реакциях на разных широтах.
Черты геохимической зональности Ферсман (1934) видел в следующих моментах:
В недавнее время А. П. Виноградов (1950) расширил геохимическую характеристику почв основных зон. Им были изучены законо- мерности распределения в почвах не только элементов больших концентраций, но также и редких и рассеянных элементов. А. П. Виноградов отметил, что, с геохимической точки зрения, тот или иной тип почвообразовательного процесса может быть охарактеризован прежде всего глубиной разрушения минерального вещества почвооб- разующей породы и составом данного типа почв. Им показано также, что имеются характерные различия в поведении редких элементов, по крайней мере в отношении почв главных зон.
Но, наряду с этим, А. П. Виноградов подчеркивает большую зависимость общего состава почв от1датешшской породы. Этот вывод он формулирует в следующих словах: „Субстрат породы определяет уровень содержания того или иного химического элемента в данной почве. Климат и, следовательно, почвообразовательный процесс лишь в некоторой степени нарушают первоначальный уровень содержания этих элементов, характер их сочетания и распределение по профилю почвы. Степень этого нарушения и глубина этих изменений зависят от зонального расположения почв, от типа почвообразовательного процесса и, наконец, как мы видели, от рода химического элемента. Но мы должны повторить, что этот процесс разыгрывается. на фоне, созданном материнским субстратом почвы" (1950, стр. 244— 245).
А. Е. Ферсман (1924, 1926) особенно полно охарактеризовал своеобразие процессов в областях мавдД и притом неравномерной влажности и высоких средних температур. Геохимия в областях с подобного рода клилГатом"определяется, Главным образом, наличностью таких трех факторов как высокая инсоляция и высокая средняя температура,, образование бессточных водоемов и впадин, пониженное количество и неравномерное выпадение осадков, сочетающееся с общей пониженной влажностью воздуха, чем вызывается подъем растворов к земной поверхности из глубин.
В этих условиях в огромных масштабах проявляются деятельность ветра и ряд форм физического выветривания.
А. Е. Ферсман (1926,) в следующих словах выразил своеобразие ПУСТЫНЬ: „Геохимически пустыня представляет собой область восходящих растворов без почвенного гумусового покрова, из механически накопленных частиц, дифференцированных силою ветра, с общим преобладанием химически наиболее стойких систем и местами скоплениями подвижных неустойчивых химических группировок.
А. Е. Ферсман (1924) особо отметил элементы своеобразия минералообразования в гипергенной зоне, связанные с термическим фактором. В качестве одной из характерных черт пустынных областей с высокой средней температурой является очень высокое нагревание пгтррунпсхдму глпръ—иытр 7ST.B лРтниЕ_пррип;т (темные поверхности). В условиях Средней Азии зона постоянной температуры (около 15—17°) достигается лишь на глубинах не меньше 4 м. Таким образом, вся эта оболочка в 4 д|_мощности характеризуется летом температурами 15—75°, причем в верхнем метре земной поверхности геохилГичейшёТфоцессы будут отвечать равновесию в 30° и даже выше. В этих условиях, по А. Е. Ферсману, имеет место особый тип минералообразп?гШия, птпраяштий физико-химическому равновесию систем при повышенных температурах. В качестве характерных черт при этом он указывает на усиленную миграцию некоторых элементов в как, например, никеля, марганца и др., частично на образование мало гидратизированных или совершенно безводных соединений (гематит, красные гидраты железа, вместо лимонита, диаспор и пр.). В описаниях своих путешествий А. Е. Ферсман (1949), в частности, неоднократно подчеркивал красный цвет глинистого по- крова-хакыров пустынь Средней Азии.
Яркую характеристику зонального своеобразия геохимических процессов А. Е. Ферсман (1938) дал также на примере полярных областей.
Географами и геохимиками неоднократно обращалось внимание на то, что относительно небольшое количество жидкой воды и возникновение в определенные моменты понижения относительной влажности, восходящих токов, сближают характер химических процессов полярных областей с районами субтропических пустынь. Сочетание низкой скорости химических процессов и"отсутствие больших количеств подвижной фазы воды, сочетающееся с низким рН и восходящими токами, обусловливает целый ряд геологических и геохимических процессов, типичных для полярных областей. В качестве наиболее важных процессов ФерСмаН указывает следующие:
1) Механическое разрушение опережает геохимические изменения пород и минералов. С этим связано, например, то, что ^механически на^шпленные пески, в Арктике ^ и па „составу, и до цвету отвечают исходным породам.
2) Восходящие токи ведут к возникновению rtjttrptpr и ynpnv аналогичных пустынному загару. Для первых характерны черные налеты и пленки марганца, для вторых—выцветы растворимых солей.
3) Ферро- и феррисиликаты сохраняются в песках в неизмененном виде и почти полностью отсутствует превращение даже мелкодисперсного полевошпатового остатка в глины и каолины.
4) Гидраты железа и марганца в приполярных—широтах по преимуществу соединены с большим количеством воды, — гидропиро- люзйта в случае марганца и лимонитов и эсмеральдитов—в случае железа.
5) Типичным процессом северных областей является накопление опала в виде диатомовых панцырей.
После этих частных примеров геохимического истолкования процессов, близко связанных с почвообразованием, следует подробнее остановиться на общих основаниях янял^зд почкообрязорария с геохимических позиций. —
В числе теоретических понятий геохимии существует понятие о парагенезисе (сочетании минералов определенного происхождения). Ферсман предложил термин параген, подразумевая под этим формулу или уравнение, определяющее последовательность кристаллизации в природных процессах, т. е. выражение геохимической последовательности данного сочетания.
Весь ход геохимических процессов, пишет А. Е. Ферсман, начиная с крупных концентраций магматического характера до сильно рассеянных систем, следует рассматривать как последовательные ряды постепенных изменений свободной энергии системы, определяющей ее энергетический уровень (1937).
Основным законом геохимической последовательности является^ последовательность, находящаяся в зависимости от энергетики кристаллических решеток и от типа заключенной в них энергии, и тесно связанная с величиной валентности, радиусом ионов и общим характером, геометрии кристаллической решетки.
Важнейшей геохимической закономерностью является образование геохимических концентров, т. е. зональное распределение геохимических образований вокруг остывающих массивов, связанное с постепенным паденим температуры от очага расплава к периферии. Всякий охлаждающийся массив можно изучать во времени и в пространстве.
Характер геохимических закономерностей в гипергенной зоне А. Е. Ферсман выразил в следующих положениях:
„Три основных геохимических параметра; w, R и поляризация (а и Р) и три фактора—температура, кислородный потенциал и величина рН управляют этими реакциями, и параген гипергенных процессов будет зависеть от величин: w9 R, ® + t, окислительного потенциала, рН, и из них несомненно будет построена основная схема процессов гипергенёза в разных широтах и на разных высотах.
Законы энергии решеток и законы экое очевидно указывают путь, по которому должна пойти дальнейшая работа новой школы геохимиков и почвоведов44 (Геохимия, т. III, стр. 424).
При всей бесспорной ценности этих мыслей А. Е. Ферсмана для целей дальнейшего развития теории почвообразования, в них не получили отражения биологические факторы, хотя А. Е. Ферсман, надо сказать, уделяет им серьезное внимание. Геохимическое значение биологической деятельности уже было рассмотрено выше, при рассмотрении биологического круговорота веществ (глава V). Здесь же уместно будет остановиться на тех идеях биохимии, которые касаются географических закономерностей геохимических проявлений.
С. Л. Иванов, разрабатывая вопросы климатической теории химической изменчивости растений, еще в 1933 г. высказал мысль, что эта теория делает биохимию географической наукой. Но, как отметила Е. А. Дороганевская (1946), хотя С. Л. Иванов и предпринял ряд попыток ввести разбираемую проблему в круг географических вопросов, его статьи не нашли отклика в географической среде.
Е. А. Дороганевская, обобщив большой фактический материал по характеру химического состава и обмена веществ растений в связи с изменением условий среды, также пришла к выводу: „Обусловленность изменчивости химического состава и обмена веществ растений факторами внешней среды дает достаточное основание считать эту изменчивость физико-географической изменчивостью" (1951, стр. 117)..
Уже эти данные позволяют допускать наличие определенных географических закономерностей в био-геохимических проявлениях.
Однако, приходится отметить, проблема установления географических закономерностей в биогеохимических соотношениях находится на первых этапах своей разработки. Б. Б. Полынов (1947) видел определенные черты зональности в изменении геохимической природы ландшафтов. Но вместе с этим он и отмечал, что этого рода закономерность будет видоизменяться в связи с характером пород, продуктов выветривания и определенных стадий этого процесса, почв и растительности. В последнее время А. П. Виноградов разрабатывает концепцию о биогеохимических провинциях. А. П. Виноградов (1949, стр. 81) пишет: „Биогеохимическими провинциями мы будет называть области на земле, разной величины, тесно связанные с геохимическими провинциями и отличающиеся более или менее одинаковой концентрацией в среде (почвах, воде, воздухе), одним, ртличным от соседних "областей уровнем одного или нескольких химических„_адементов (нормальным, избыточным, или недостаточным), с чем связана характерная биологическая реакция флоры и фауны данной области".
Несомненно, приведенное здесь в части геохимических моментов, связанных с проблемой почвенно-географических закономерностей, далеко не исчерпывает всего того, что имеется в этой области и которое, , надо сказать, носит весьма фрагментарный характер. В данном случае важно было показать большую перспективность привлечения геохимических представлений и методов для дела углубления понимания природы почвенной зональности.
В частности, вполне определяется вывод, что г трмпературн"м тором связана зональность энергетики процессов минеральных превращений в гипергенной зоне. И, следовательно, причину различий в почвообразовании в связи с солярными зонами следует видеть в зональности минеральных ассоциаций, обусловленных разной энергетической напряженностью процесса минеральных превращений.
О НЕКОТОРЫХ ОБЩИХ ЧЕРТАХ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В СВЯЗИ С КЛИМАТИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ
Основные черты различия процесса почвоообразования в разных климатических условиях были указаны В. В. Докучаевым в его комплексных описаниях естественно-исторических зон.
В тундровой, зоне,—писал В. В. Докучаев (1899),— благодаря малому доступу воздуха в связи с вечной мерзлотой, недостатку тепла, почти постоянному избытку влаги, почвы обыкновенно богаты органическими веществами, но кислого характера, не разложившимися минералами и закисью железа. В лесной, таежной зоне кислый характер гумуса объясняют широкое распространение болот и высокая относительная влажность воздуха. С наличием легкорастворимых „белых" органических кислот, активно участвующих в почвообразовании, В. В. Докучаев связывал формирование подзолов—почв, бедных питательными веществами, с горизонтом, обогащенным крем- некислотой и подстилаемых слоем с орштейном. Черноземная зона характеризуется В. В. Докучаевым как зона распространения чернозема, богатого „сладким" гумусом, „цеолитами" и питательными веществами, а также обладающего мелкозернистой структурой. В отношении аэральной зоны В. В. Докучаев находил возможным принять, что в ней „в ооразовании почв, видимо, принимают главное участие не столько химические, сколько механические и физические деятели и процессы,—ветер, усиленное испарение, чрезвычайные крайности температур и др."; для этой зоны характерны также лёсс, каменистые почвы, „солонцы". В пределах ТРОПИКОВ и экватора В. В. Докучаев указывал в качестве характерной почвы латериты, которые бедны питательными веществами и гумусом, лишены углесолей и легкорастворимых солей, но „нередко очень богаты окислами железа". Как видим, эта характеристика главных черт почв основных зон во многом совпадает с современными представлениями.
Несмотря на несомненно высокий интерес, который представило бы разъяснение различий в почвообразовании, протекающем в различных климатических поясах, современное состояние. знаний в этой области далеко от желаемой ясности. Причину этому можно видеть прежде всего в том, что объектом глубокого исследования с позиций генетического почвоведения были, главным образом, почвы районов умеренного и субтропического климата. Почвы холодных районов (почвы тундр) привлекали относительно меньшее внимание. Только после Октябрьской революции почвы Севера стали объектом серьезного изучения. Почвы же тропических стран, хотя и довольно много исследовались, но в их изучении лишь в немногих случаях был дри- нят генетический принцип. Например, 3. Ю. Шокальская (1948), монографически обобщив данные о почвах Африки, в заключение вынуждена была придти к выводу, что отличия процессов почвообразо- ния в тропических странах можно только лишь наметить.
Об особенностях почвообразования в разных климатических поясах на основе имеющихся данных можно большей частью говорить только в форме указания некоторых черт различия.
Это, очевидно, целесообразнее сделать, попытавшись по возможности выяснить различия, накладываемые на поочвообразование раздельно температурными условиями н условиями увлажнения.
Почвообразование в крайних холодных условиях характеризуется сильным ослаблением биохимических процессов и преобладанием физического выветривания. Почвообразование проявляется лишь в слабом накоплении торфа и грубого гумуса в поверхностных горизонтах. Сильно выражено участие мороза в почвообразовании, вызывающего такие явления как морозную трещиноватость, образование почвенного льда, деформацию поверхности почв и др.
Одним из примеров своеобразного проявления морозного фактора в условиях наличия вечной мерзлоты может служить образование оголенных пятен на поверхности почв пятнистых тундр. В. Н. Сукачев, А. А. Григорьев (1925), Е. И. Цыпленкин (1937) показали что образование подобных пятен происходит в процессе замерзания сильно обводненного нижнего слоя тундровой почвы или верхнего слоя грунта (плывуна), лежащего над вечной мерзлотой. При этом пятна образуются в результате прорыва и излияния на поверхность почвы плыву- на, выдавливаемого вследствие увеличения объема замерзающего обводненного слоя тундровой подпочвы. Замечательно, что этот процесс, столь типичный для арктических тундр, имеет место, оказывается, и в горных условиях Памира. Так, К. В. Станюкович (1949) отмечает, что формирование торфяно-перегнойных глеевых почв альпийских лугов Восточного Памира осложняется образованием вечно мерзлого горизонта; наличие последнего приводит к бугрообразованию, разрыву дернины и выдавливанию плывуна на поверхность почвы.
Б. Н. Городков (1950) обстоятельно рассмотрел другое физико-географическое явление, связанное с низкими температурами,—морозную трещиноватость грунтов на Севере.
В Арктике широко распространены ландшафтные образования прямолинейной формы („ полигона л ьные^ундры"). Они хорошо известны населению Арктики и неоднократно описывались исследователями. Первопричина этих образований одна—морозная трещиноватость. Правильность и прямолинейность сети крупных болотных^ полигонов Б. Н. Городков ставит в связь со способностью льда раскалываться при сжатии в соответствии с направлением его кристаллических поверхностей. Характер полигональных образований определяется при этом также и условиями дренированности. В Арктике существует два типа местных ландшафтов с трещиноватой поверхностью: полигональные болота и полигональные дренированные тундры.
Первые характеризуются наличием в полигональных ячеях впадин, углубленных термокарстом, и по краям их—двойных валиков выпячивания с трещиной между ними. Тундровые же полигоны не имеют валиков, и их ячеи выпуклы по сравнению с ложбинами на месте морозных трещин. Дальнейшая эволюция этих двух типов полигональных образований протекает также по-разному.
В заключение Б. Н. Городков (1951) отмечает, что „будучи следствием низких температур, слабого снежного покрова и сильного увлажнения грунтов, трещиноватые (полигональные) структуры в своем распространении связаны с областями, где эти физико-географические условия наиболее проявляются, прежде всего с Арктикой."
Знание особенностей почвообразования в холодных условиях существенно пополнено исследованиями В. П. Дадыкина (1952). Они показали, что вечная мерзлота обусловливает преимущественное накопление влаги в надмерзлотных слоях почвы и исключает просачивание ее в глубокие горизонты, что часто приводит к переувлажнению почвы. В ряде случаев, вследствие передвижения влаги вниз, к: фронту холода и капиллярному поднятию к дневной поверхности, вечная мерзлота вызывает образование на некоторой глубине от поверхности пересушенного горизонта почвы.
В. П. Дадыкин опровергает широко распространенное мнение о физиологической сухости холодных почв. Некоторые опыты показали, что поглощение корнями растений воды из мерзлой почвы возможно и при температуре ее до—1,—1,°5. Вместе с этим выяснено, что хотя основная масса корней распространяется в надмерзлотном слое не глубже 15—35 см, имеются корни, развивающиеся даже в самом конце вегетационного периода в мерзлых горизонтах. почвы. Главной причиной неудовлетворительного роста и развития растений на холодных почвах, по мнению В. П. Дадыкина, являются затруднения в использовании питательных веществ, особенно азота.
Своеобразие почвообразования в тропиках выявлены относительно полнее, чем в крайне холодных условиях. Полезные в этом отношении сведения, в частности, содержат обобщающие данные 3. Ю. Шокальской.
Главную роль в характере почвообразования в тропиках следует, повидимому, приписать быстроте развития процессов выветривания и разложения органического вещества. 3. Ю. Шокальская подчеркивает большое значение в почвообразовании в тропических условиях резкой смены сезонов, а также большую амплитуду различий в температуре и влажности атмосферы и припочвенного слоя;при этом форма рельефа, экспозиция, характер растительности, затенение и пр. получают в тропиках огромное значение. На своеобразное участие процессов денудации, например, развевания, „слоевого" потока и др. в тропическом почвообразовании указывал П. Фагелер (1935). -
Высокое содержание полутораокисей является главной характерной чертой всех тропических почв, что отражается и в их окраске. К выщелачиваемым соединениям присоединяется кремнекислота. В некоторых случаях отмечается исключительно большое накопление А1203 (до 60% и более). П. Фагелер (1935) допускал возможное значение в почвообразовании тропиков и субтропиков азотной кислоты и окислов азота, попадающих в почву вместе с дождем.
Он также отмечал, что большинство современных авторов не без основания объясняет красный цвет тропических почв дегидратацией гидроокисей железа при отступлении на задний план красящих гумусовых веществ, что связано главным образом с температурой. Кроме этого, красный цвет тропических почв могут усиливать смеси золей и гелей железа с кремнекислотой, обладающие сильной красящей способностью.
Известной иллюстрацией глубоких различий в почвообразовании в разных солярных поясах могут служить приведенные два схематиче- с них профи л hj первый ( 19), характеризующий распределение'веществ в профиле почв умеренного солярного пояса (Захаров, 1931), и второй ( 20), характеризующий распределение продуктов почвообразования в почвах тропиков (Гаррассовиц, 1930).
Данные об основных особенностях почвообразования, связанных, главным образом, с различиями в степени увлажнения, тоже мало обобщены.
В 1906 г. появилась работа Е. Пддыарда, в которой он рассмотрел различия между почвами сухих и влажных районов. По его мнению; эти различия заключаются прежде всего в преобладании в сухих областях физического выветривания. Затем имеются существенные различия в химизме; почвы сухих областей богаче известью, магнезией, щелочными элементами; по фосфору особой разницы не замечается; содержание растворимого кремнезема и окиси алюминия больше в почвах влажных областей. Гумуса в почвах сухих областей в три или три с половиной раза меньше, чем в областях влажных. Имеются и другие различия.
Марбут (1928) ввел понятия педокалей и педальферов для обозначения двух групп почв, в которые по его мнению, могут быть объединены все почвы. К первой им отнесены почвы, в профиле которых при его полном развитии имеется горизонт накопления карбонатов, причем их количество превышает содержание карбонатов в нижележащей материнской породе. К группе педальферов относятся такие почвы, в профиле которых содержание карбонатов (если они имеются) нигде не превышает их содержания в нижележащей материнской породе, и кроме того отмечается передвижение или аккумуляция (или одновременно и то и другое) полуторных окислов.
Распространение педокалей и педальферов Марбут тесно связывал с климатом: первые распространены в районах сухого и полусухого климата, вторые—в районах влажного климата.
Е. И. Иванова и И. П. Герасимов (Герасимов, 1935) видели одну из черт своеобразия почвообразования в условиях умеренно-холодного и влажного климата в том, что оно протекает под воздействием \ весьма разбавленных слабо концентрированных растворов. В связи с • этим, в явлениях катионного обмена с самого начала большую роль ^ играет ионНо известная ненасыщенность в этих условиях может возникнуть уже на первых фазах развития почв, что, по мнению авторов, придает всему процессу развития особый качественно-специфичный характер.
С. С. Неуструев, Е. Н. Иванова, И. П. Герасимов (Герасимов, 1935) развивали мысль о том, что повсеместная солонцеватость почв, формирующихся в условиях полупустынь и СУХИХ степей, является результатом современного почвообразовательного процесса, протекающего здесь, при большой сухости климата и пониженной энергии выщелачивания простых солей, под воздействием значительно концентрированных ^растворов; это обстоятельство, возможно, приводит к постоянному солончаковато-солонцеватому оттенку процесса почвообразования в этих условиях.
Предпринимались попытки и экспериментального осуществления процессов, формирующих отдельные " почвенные элементы в разных условиях среды. В числе этого рода работ надо указать исследования М. М. Филатова (1922) с искусственным получением некоторых элементов срлонцового ^офиля, близкие к ним полевые опыты Д. Г. jtaленского (1930) с искусственным созданием солонцов, опыты воспроизведения процесса образования орштейново/о горизонта (Б. Б. Полынов и Б. И. Философов, 1930) и некоторые другие.
Но, несомненно, наиболее высокий интерес представляло бы экспериментальное исследование процесса почвообразования в его сложной целостности, при разных условиях среды. Одним из методов решения этой задачи являются лизиметрические игглртфвяния
Мысль об изучении почвенных процессов в искусственных условиях с помощью лизиметров возникла давно. К настоящему времени известен ряд подобных исследований (Ново-Александрийский институт, б. Московская опытая станция. Ротамстедская опытная станция в Англии, Ньюджерсейская с.-х. опытная станция в США и др.). В России инициатором лизиметрических исследований был П; Ф. Бараков, соорудивший в 1903 г. серию лизиметров на учебно-опытном поле Ново-Александрийского института.
П. Ф. Бараков писал, что „естественное плодородие почвы, хотя и является функцией ее богатства, но обусловливается совокупностью принадлежащих ей свойств и внешнею средою, а именно соотношением всех этих факторов в данный момент. Поэтому оно может быть повышено за счет богатства почвы при изменении в благоприятную сторону соотношения упомянутых факторов искусственными приемами" (1908).
При этом П. Ф. Бараков особенно подчеркивал зависимость почв и, в частности, их плодородия от климатических условий: „Из физических свойств и состояний почвы самое важное значение имеет отношение их к влаге и теплу". Изучению этого отношения, по мысли П. Ф. Баранова, и должны были служить лизиметры.
Опубликованные данные лизиметрических исследований характеризуют по ряду признаков зависимость процессов в почве от местных климатических условий. Лизиметры более всего способствовали выявлению водного баланса почвы и баланса питательных веществ. Результаты лизиметрических исследований, углубленно характеризующие почвенные процессы в тех или других климатических условиях пока еще не представлены в географическом аспекте. Это связано с тем обстоятельством, что лизиметрические исследования не носили систематического географического характера и ограничивались углубленными наблюдениями в отдельных пунктах. Однако и имеющиеся к настоящему времени данные лизиметрических исследований, осуществленных в весьма различных климатических условиях, позволили бы при обобщении выявить на их основе и некоторые общегеографические закономерности.
„О ПРОВИНЦИАЛЬНЫХ" ОСОБЕННОСТЯХ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ СООТНОШЕНИЙ
Рассмотренные выше данные с большей или меньшей отчетливостью вскрывали почвенно-климатические соотношения, связанные с зонально- закономерным распределением суммы тепла на земной поверхности и суммарного водного баланса. Но, наряду с этим, имеется немало указаний на своеобразие почвообразования в отдельных областях, обусловленное различным ходом климатических условий на протяжении года, т. е. связанное с сезонными различиями в климате.
С. А. Захаров (1927), пожалуй, первый систематически рассмотрел главные особенности почвообразования в связи с характерными фазами гидротермического режима.
Много важных указаний о сезонности почвообразования содержится в трудах акад. В. Р. Вильямса. Характерные черты некоторых сезонных периодов указаны И. П. Герасимовым и Е. Н. Ивановой (1936), Фагелером (1935), Шокальской (1948) и др.
Используя данные С. А. Захарова и другие, можно указать следующие характерные черты сезонных периодов почвообразования в связи с гидротермичес^им режимом.
1) Периоды усиленного увлаж_нения почвы возникают в течение наибольшего выпадения ~ осадков, когда происходит относительно наиболее глубокое промачивание почвы и значительное повышение ее влажности; совершается некоторое промывание и выщелачивание почвы, захватывающее более или менее глубокую толщу. Возможно возникновение анаэробных процессов. Почвенные растворы с растворенными в них минеральными и органическими веществами, образовавшиеся в верхних горизонтах почвы, опускаются .в более глубокие, откуда они либо вымываются еще глубже и вообще выходят из почвенной толщи, или же благодаря взаимодействию с почвенной массой или при уменьшении в дальнейшем влажности, часть растворенных веществ может выпасть в почвенных полостях и дать начало новообразованиям (кристаллы легкорастворимых солей, выцветы извести, белоглазка и др.).
2) Периоды сильного иссушения почв наблюдаются в связи с почти полным отсутствием осадков—при высоких же температурах и даже при малом количестве осадков, когда последние быстро испаряются с поверхности почвы, не производя сколько-нибудь значительного ее увлажнения. В этих условиях, при малом запасе влаги в более глубоких слоях почвы, верхние горизонты ее быстро пересыхают, деятельность микроорганизмов замирает. Из высших растений выживают только те, которые обладают глубокоидущей корневой системой. Почва пронизывается трещинами, что способствует иссушению ее более глубоких горизонтов. Аэрация почвы сильно возрастает. Почвенные растворы по капиллярам сначала поднимаются из более глубоких слоев в верхние горизонты и, если не будут перехвачены корневой системой, то при достаточном количестве влаги достигнут самой поверхности почвы, где влага их испарится, а растворенные вещества выделятся в виде налета или корочки солей. Предшествующее выпадению солей повышение концентрации почвенного раствора сопровождается изменением его состава, что может оказать существенное влияние на состав поглощенных оснований (например, способствовать внедрению в поглощающий комплекс натрия). Имеются также указания, что подсушивание почвы в некоторых случаях способствует мобилизации питательных веществ, т. е. делает их более доступными высшим растениям.
3) Периоды некоторой среднeй влажнрстии средней температуры создают гидрбтермическйе условия, оптимальные для жизни как высших растений, так и микроорганизмов почвенные растворы в этот период не подвергаются крупным перемещениям и энергично используются растительностью.
4) Периоды сильного повышенjrg температуры почвы, если они совпадают с состоянием сильного иссушения почвы, усугубляют отрицательное влияние последнего, обусловливая перерыв в биологической деятельности почвы. Сильное повышение температуры сопровождается, однако, и некоторыми специфическими явлениями в почве, вызывая изменения почвенных коллоидов (например, необратимое свертывание гидратов .железа и др.).
5) Периоды сильного понижения температуры также обусловливают угнетение и прекращение жизнедеятельности организмов, приостанавливают процессы минерализации, приводят к замерзанию воды в почве, вызывают свертывание коллоидов, появление морозных трещин, морозных вспучиваний, излияние переувлажненного грунта на поверхности почвы и др.
6) Периоды снежного покрова характеризуются тем, что почва как бы изолируется"от непосредственного воздействия атмосферы и ее изменчивых колебаний; снежный покров создает запасы талых вод. Под снежным покровом процессы минерализации и гумификации в почве в значительной мере затухают или совершенно замирают.
Само собой разумеется, что выше отмечены лишь- наиболее общие черты различий и особенности главнейших периодов в жизни почв. Действительное же влияние их на почвообразование будет находиться в зависимости и от выраженности этих периодов, а также от того в какое сочетание они входят, в какой последовательности они сменяют друг друга в течение года.
В связи с географическим варьированием различий в сезонном ходе климатических элементов и почвообразование также обнаруживает известное порайонное своеобразие, обусловленное тем или иным характером сочетания сезонных элементов.
И. П. Герасимов (1933), выдвинувший идею о почвенно-климатаческих фациях, предлагал (предварительно) различать^на территории равнин ЧА^Ь* следующие почвенно-климатические фации:
Различия в почвообразовании в пределах выделенных им почвенно- климатических фаций И. П. Герасимов характеризует следующими признаками.
Особенность почвенного покрова Восточной Сибири И. П. Герасимов видит в наличии распространенных здесь подзолистых почв, ясно выраженных карбонатных горизонтов в нижних частях почвенных профилей, в резкой трещиноватости почв и, затем, в значительном распространении в ее пределах (среди подзолистых почв) почв солончаково-солонцового типа и, наоборот, подчиненном распространении почв болотных. Эти особенности почвенного покрова увязываются им, главным образом, с исключительной континентальностью климата Восточной Сибири. Распространение среди почв Гоби своеобразных слабо засоленных и слабо выщелоченных бурых почв, без гипсов, но с накоплением аморфной кремнекислоты и со структурой слабо развитых пустынных солодей, можно объяснить такими чертами гобийского климата, как большая сухость зимы, весны и осени и влажность лета. Широкое развитие явлений заболачивания в дальневосточной почвенно-климатической фации вероятнее всего связать с довольно влажным летом и особенно дождливой и прохладной осенью. Постоянную солонцеватость пустынно-степных (и, частично, сухостепных, темнокаштановых) почв Западного и частью Центрального Казахстана следует рассматривать в качества связанных с резкой аспектностью (актиномичностью) климатического режима этой фации. Повсеместную карбонатность почв и грунтов Средней Азии он принимал как результат длительного существования пустынного климатического режима и определенных геологических условий. И. П. Герасимов указывал еще и некоторые другие особенности почвообразования, обусловленные фационально-климатическими различиями.
С. А. Кудрин и А. НГРозанов (1939), а также БГВ. Горбунов, Н. В. Кимберг и С. А. Шувалов (1941) связывают с отмеченными особенностями климата среднеазиатской фации наличие в почвах этой фации энергично протекающего процесса изменения в составе алюмо- силикатной части, приводящего к „оглинению" средней части профиля почв.
И. С. Лупинович (1947), выполнивший естественно-историческое районирование—СССР, приводит также ряд сведений о различиях в почвообразовании в .провинциальном" аспекте. При этом И. С. Лупинович различает провинции внутри зон, т. е. характеристикой провинциальных особенностей он дополняет, уточняет представление о почвах зоны. Так, например, выделяя в пределах лесной зоны Восточно-европейской равнины шесть провинций, он указывает следующие черты своеобразия почв каждой из них.
Двинско Печорская провинция в климатическом отношении отли- чаетсйТгаиболеё коротким вегетационным периодом, меньшим количеством осадков и пониженным испарением, но сравнительно небольшим стоком и наибольшей заболоченностью территории. В связи с этим в ее почвенном покрове преобладают подзолистые, заболоченные и болотные почвы. Прибалтийская провинция выделяется наибольшим, количеством осадков, мягким приморским климатом, равнинно-сгла- женным рельефом, меньшей заболоченностью и большим распространением дерново-подзолистых почв. Полесская провинция, занимающая депрессию, заполненную ледниковыми отложениями, характеризуется, более теплым и менее влажным климатом по сравнению с Прибалтийской, большим распространением низменных болот и песчаных слабо-подзолистых почв.
Ряд представлений о значении сезонов года для почвообразования развит С. П. Ярковым (1950). По Яркову, например, влажные весенне- осенние периоды года в лесо-луговой зоне способствуют проявлению под луговой растительной формацией болотного процесса почвообразования, а под деревянистой растительностью—подзолистого. В летние месяцы под травянистой растительностью усиливается накопление органического вещества, в то же время под деревянистой растительностью наблюдается разложение и минерализация органического ^ вещества и т. д. Длительность различных сезонов года в свою очередь имеет существенное значение в направлении процесса почвообразования. Сокращение во времени влажных осенне-весенних периодов в лесо-луговой зоне способствует проявлению дернового процесса почвообразования. По мнению Яркова, развитие мощных дерновых почв в районах Приамурья и Камчатки, в зоне влияния мусон- ного климата, есть результат не только влажного летнего периода с бурным развитием луговой растительности, но вместе с тем и сухости.
Черты местного своеобразия почв отмечены были А. Ф. Цыга^ ленко (1946) по Забайкалью. Черноземные почвы Забайкалья отличаются прежде всегсГнезначительным распространением среди них черноземов темных (невыщелоченных) несколько большим распрострат нением черноземов „южных" и явным господством черноземов выщелоченных.
Из более частных особенностей почв Забайкалья А. Ф. Цыганенко указывает следующие. Содержание гумуса по профилю черноземов отличается более резким снижением его непосредственно под верхним горизонтом и более постепенным понижением в нижней части профиля, чем в черноземах западной части СССР. В почвах над слоем постоянной мерзлоты имеется гумус-иллювиальный горизонт. Типичные для южностепных почв западной части СССР новообразования карбонатов в форме белоглазки здесь отсутствуют. В забайкальских, степных почвах карбонаты везде наблюдаются только ..в> ^иде.^мучни- стой^масоы^ обычно сплошь окрашивающей нижние горизонты в белесоватый цвет и редко образующей скопления в виде расплывчатых белесоватых пятен. Новообразования гипса отсутствуют не только в. южных черноземах, но и в каштановых почвах и солонцах.
А. Ф. Цыганенко связывает своеобразие почв Забайкалья в основном с двумя факторами: ]) специфичным водным и температурным режимом этих почв и 2) особенностями растительного покрова лесной: и лесостепной зоны. Вследствие наличия вечной мерзлоты, даже при небольшом количестве атмосферных осадков (местами меньше 200 мм в год) осуществляется промачивание всего почвенного слоя. С этим же обстоятельством связано и образование надмерзлотного гумус- иллювиального горизонта. Низкие температуры создают условия повышенной растворимости и мобильности карбонатов, что и исключает образование известковых скоплений типа белоглазки.
Специфический температурный режим и режим влажности почв с с вечной мерзлотой обусловливает скопление корней ближе к поверхности почвы, что сокращает мощность гумусовых горизонтов. Особенности преобладающей лесной растительности (лиственница, береза) благоприятствуют развитию под пологом леса травяного покрова и ограничивают развитие процесса подзолообразования.
Уже из немногих приведенных примеров видно действительное наличие черт местнаю^оербразия почв, в сущности, не выходящих, однако, за предёлы основных зональных признаков. Но вместе с этим в проблеме анализа провинциальных особенностей почвообразования еще много неясного. Отсутствуют еще работы, в которых обобщались бы имеющиеся данные о чертах местного своеобразия почвообразования на пространстве Советского Союза. Нет достаточной ясности и в вопросе о том, какие именно местные климатические особенности обусловливают те или другие качества почв. Трудности на этом пути очевидны для многих. А. Н. Розанов, например, отметив, что оценка роли климатических факторов в почвообразовании должна основываться на освещении режима этих факторов, принужден был при этом добавить: „Несомненно, этот путь более сложен и трудно применим вследствие того, что пока еще недостаточно ясно, какие именно климатические показатели должны быть положены в основу такой оценки" (1951, стр. 31).
* *
Приведенные в этой главе данные с очевидностью показывают глубокие, коренные различия в характере почвообразования в условиях разных климатов. Но, вместе с тем, приходится сказать, что мы еще не имеем ясной картины этих различий, так же как и закономерностей их изменения в связи с главнейшими гидротермическими моментами, хотя наличие этой связи с несомненностью явствует из всех известных материалов.
Совокупное рассмотрение имеющихся данных по характеристике почвообразования в разных климатических условиях приводит, однако, к вполне определенному заключению, что эти материалы, не давая еще полной картины почвенно-климатической сопряженности, позволяют уже в настоящее время рассматривать эту сопряженность аналитически, по крайней мере в отношении ее главных элементов. Это заключение, можно сказать, относится к географическим закономерностям распределения почв на земной поверхности, процессам гумусообразования, отчасти процессам вторичного минералообразования и некоторым другим.
На основе рассмотренных выше данных наиболее общими различиями в почвообразовании в связи с гидротермическими условиями можно считать следующие: 1) с температурным фактором связана скорость процессов выветривания и возникновение специфических форм вторичного минералообразования; 2) различия в степени увлажнения сказываются в степени выщелоченности почв и в течении реакций минералообразования в связи с разным состоянием почвенной влажности; 3) гидротермический режим почвы и приземного слоя воздуха определяет существенные условия биологических процессов почвообразования.
К содержанию книги: В.Р. Волобуев. Почвы и климат
Смотрите также:
Последние добавления:
Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ
Биогеоценология Почвоведение - биология почвы