Типы строения почвенного профиля

Большое разнообразие горизонтов почв свидетельствует о сложности почвы как объекта исследования. В профиле любой почвы, как правило, выделяются поверхностные органогенные горизонты. Их свойства в большей степени обусловливаются влиянием живых организмов, высоким содержанием гумуса, которые изменяют организацию почвенной массы, ее структуру, физические и физико-химические свойства. Под органогенными горизонтами располагаются элювиальные или переходные к почвообразующей породе горизонты. Они менее гумусированы, изменены растворами, мигрирующими сверху вниз при промывном и снизу вверх при выпотном режимах влажности. Влияние живых организмов на организацию почвенной массы этих горизонтов значительно слабее, чем в органогенных. Организация почвенной массы переходных горизонтов в значительной мере определяется абиогенными факторами. Переходные горизонты формируются в условиях давления вышележащей почвенной массы. В них накапливаются вещества; вымываемые из поверхностных горизонтов, а также попадающие сюда с растворами грунтовых вод. В результате почвенная масса приобретает большую, по сравнению с поверхностными горизонтами, плотность, специфическую структуру и текстуру. Переходных горизонтов, в зависимости от характера и степени измененности, может быть несколько.

Почвенные горизонты в почве могут располагаться закономерно, когда степень измененности почвообразующей породы постепенно уменьшается вниз по профилю. Эта закономерность может быть нарушена абиогенными факторами или механическим перемешиванием. В связи с этим выделяют различные типы строения почвенного профиля.

Условно нормальным принят профиль, в котором развитие всей серии горизонтов не ограничивается физическими факторами, такими, как эрозия, погребение или наличие плотной горной породы. В "нормальном" профиле наблюдается активное влияние биоты в поверхностных горизонтах, постепенно уменьшающееся вниз по профилю, и практически отсутствует в почвообразующей породе. Нормальный профиль может быть укороченным или растянутым, а также слабо или резко дифференцированным на генетические горизонты.

а) Укороченные нормальные профили характерны для почв, формирующихся в условиях ослабленной деятельности биоты. Укороченными могут быть также профили молодых почв, в которых процесс почвообразования находится на начальной стадии развития.

б) Растянутый нормальный профиль характерен для древних кор выветривания, формирующихся в условиях высокой биологической активности и интенсивного промывного режима.

в) Резко дифференцированные нормальные профили характерны для почв тяжелого гранулометрического состава (со значительным присутствием илистой фракции), формирующихся в условиях промывного режима. В таких почвах влияние мигрирующих вертикальным и боковым током растворов, периодически задерживающихся на контактных участках, очень сильно изменяет структуру и текстуру почвенной массы и контролирует деятельность биоты. При этом горизонты приобретают резко отличные физические свойства, такие, как гранулометрический состав, плотность, водопроницаемость, порозность, агрегированность. Резкое различие физических свойств является причиной значительных различий в режимах: влажности и аэрации, в окислительно- восстановительном. В связи с тем, что на границе между горизонтами влага застаивается и передвигается в пределах горизонта боковым током, переход между горизонтами нередко бывает резким, граница неровной в связи с локальным проникновением растворов (по трещинам, ходам корней) в нижележащий горизонт.

г) Слабо дифференцированные нормальные профили формируются, как правило, в почвах легкого гранулометрического состава, с преобладанием песчаных фракций. Горизонты в этом случае отличаются хорошей водопроницаемостью, влага не задерживаясь, мигрирует вниз по профилю фронтально. Свойства горизонтов не имеют резких отличий. Переходы между горизонтами постепенные и границу проводят условно, с выделением промежуточных горизонтов.

В эродированных профилях верхние горизонты почв могут быть частично или полностью уничтожены. Водная плоскостная эрозия развивается на склонах, ветровая же характерна для открытых, незащищенных от ветра территорий. Эрозионные процессы активизируются при распашке, поэтому эродированными, как правило, являются профили агрогенных почв.

Реликтовый профиль формируется при наличии погребенного палеопрофиля или реликтового горизонта, являющихся следами древнего почвообразования.

Примитивный профиль имеют почвы в которых непосредственно под гумусовым горизонтом располагается почвообразующая порода. Такие почвы могут сформироваться в засушливых условиях при малой мощности рыхлых отложений.

Многочленный профиль формируется в случае смены литологической породы в пределах почвенного профиля.

Полициклический профиль образуется в условиях периодического отложения почвообразующего материала (речной аллювий, вулканический пепел, эоловый нанос).

Нарушенный профиль формируется при перемещении на поверхность почвенной массы нижележащих горизонтов в результате ветровальных явлений или искусственно, в результате хозяйственной деятельности человека.

Мозаичный профиль характеризуется сменой на небольшом протяжении почвенных морфонов, при этом последовательная смена горизонтов в профиле отсутствует. Подобные профили формируются при ярко выраженных процессах криотурбации.

Мощность выделенных горизонтов, их общий облик, закономерная смена по вертикали и сочетание в пределах профиля являются устойчивым морфологическим признаком таксономических почвенных единиц. Зная типовые сочетания генетических горизонтов, можно с помощью морфологического метода установить типы, подтипы, роды и виды почв, оценить их качественные свойства.

Определив рабочее название почвы по морфологическим признакам, необходимо уточнить его в соответствии с принципами классификации, т.е. детально исследовать условия почвообразования и ее свойства.

Из условий почвообразования анализируют сочетание его факторов: рельефа, климата, почвообразующей породы, органического мира и времени. Среди свойств почвы в первую очередь обращают внимание на морфологическое строение, гранулометрический состав, органическое вещество, емкость поглощения и степень насыщенности основаниями, реакцию почвенного раствора, распределение по профилю различных форм соединений железа и алюминия, водно-воздушный и тепловой режимы.

При исследовании генезиса почв и для уточнения их классификационного положения исследуются многие другие свойства почв, такие, как гумусное состояние, валовой химический состав и состав илистой и других фракций, содержание полуторных оксидов, кремнекислоты, содержание водорастворимых солей и т.д. Микроморфологический анализ позволяет изучить организацию почвы на микроуровне, рассмотреть стадии процесса гумификации, в общем виде охарактеризовать деятельность почвенной мезофауны, определить соотношение содержания первичных и вторичных минералов. При необходимости определяют минералогический состав почв.

Изучив морфологию почв, определив их кислотность, емкость поглощения, степень насыщенности почв основаниями и гранулометрический состав, содержание и формы органических веществ, а также учитывая влияние факторов почвообразования, как правило, можно отнести почву к той или иной таксономической группе.

 

Раздел. II. ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ (4 часа)

 

Лекция вводная

География почв - наука о закономерностях распространения почв на Земле. Как научная дисциплина география почв возникла и начала развиваться в конце 70-х - начале 80-х годов XIX века, когда в России Докучаевым и его учениками были созданы основы науки о почве.

Начало накопления географических знаний о почвах относится к очень далеким временам возникновения первых приречных земледельческих цивилизаций Древнего Египта, Месопотамии, Китая, Средней Азии. О разнообразии и пригодности почв для сельскохозяйственных растений имели представление земледельцы Греции и Рима. Сведения о почвах приведены в сохранившихся сочинениях Катона, Варрона, Плиния и др.

В России древнейшие сведения по географии почв содержались в писцовых книгах, которые велись в 15-17 веках. В этих книгах описывались пашни, луга, леса, болота. Пашни разделялись по качеству на "добрые", "средние", "худые", добро-худые". К началу 18 века в России было накоплено большое количество практических сведений о свойствах различных почв; сведения эти были чисто эмпирическими, разрозненными.

Выдающийся вклад в науку о почве внес М.В. Ломоносов. Большое внимание Ломоносов уделял вопросу о происхождении и свойствах черноземов, тесной связи почв с характером покрывающей их растительности, определенными типами горных пород. В его сочинениях мы находим сведения о географическом разнообразии почв: о почвах тундр, болот, хвойных и лиственных лесов, степей, песчаных и засоленных почвах пустынь. Ломоносов намечает географические области, различаемые по характеру почв.

Возглавляя Географический департамент Академии наук, Ломоносов руководил работами по составлению географического атласа России. Под влиянием его идей были организованы известные экспедиции (1768-1774 гг) С. Г. Гмелина путешественника, натуралиста, академика Петербургской АН, автора трудов "Путешествие по России", В.Ф. Зуева, русского естествоиспытателя, академика Петербургской АН, автора "Путешественных записок от Санкт-Петербурга до Херсона" и первого русского учебника по естествознанию "Начертание естественной истории", И.И. Лепехина, русского путешественника и натуралиста, академика Петербургской АН, руководителя экспедиции на Урал, автора "Дневных записок путешествия", П.С. Палласа, русского естествоиспытателя, академика петербургской АН, автора известных трудов по ботанике, зоологии, этнографии. Они дали богатейшие сведения о природных комплексах России и в т.ч. о почвах.

Дальнейшее развитие знаний о географии почв России связано с земельно-кадастровыми работами, проводившимися с 1842 по 1856 гг. в 23 губерниях. Сведения о свойствах почв собирались кадастровыми комиссиями путем опроса крестьян и помещиков. На основе этих сведений в 1851 году под руководством академика К.С. Веселовского была составлена первая почвенная карта Европейской России. Она содержала 8 названий почв и горных пород. После ряда уточнений и сбора новых материалов опросно-статистическим методом в 1879 году под руководством В.И. Чаславского была составлена новая почвенная карта Европейской России. Она содержала 32 вида почв, включая подзолистые и серые земли, черноземы, торфянистые почвы, солончаки, а также такие названия как скала, мергель, плавни, болота и др.

Однако, по мнению В.В. Докучаева и эта карта не отражала реальной картины распространения почв. В.В. Докучаев в своей работе "Картография русских почв" и других предложил под почвой понимать "вполне самостоятельное естественно-историческое тело, которое является продуктом совокупной деятельности: грунта, климата, растений, возраста страны, рельефа местности". Это положение вошло в основу географии почв. С его утверждением стало очевидным, что распространение почв на земле имеет не случайный, а вполне закономерный характер, зависящий от различного сочетания факторов почвообразования.

Комплексный характер исследований послужил основой исследований блестящей плеяды почвоведов, учеников В.В. Докучаева – Н.М. Сибирцева, К.Д. Глинки, С.А. Захарова, основоположника геохимии и учения о биосфере В.И. Вернадского, лесоведов Г.Н. Высоцкого, Г.Ф. Морозова и др.

В 1900 г. под руководством В.В. Докучаева была создана на этой основе 3-я карта Европейской России. В эти же годы Докучаев, развивая принципы генетического почвоведения и обобщая материалы почвенно- географических исследований, открывает первые законы горизонтальной и вертикальной зональности почв и природных условий. В 1900 г. на Всемирной выставке в Париже демонстрируется первая почвенная карта Северного полушария, составленная Докучаевым и отражающая установленные им закономерности размещения почв на земном шаре. С этого времени географическое распределение почв на земной поверхности получило научное объяснение, а установленные и разработанные Докучаевым и его школой законы и методы шли в основу новой научной дисциплины - географии почв.

В дореволюционной России, после докучаевских земельно-оценочных работ, заметную роль в развитии почвенно-географических знаний сыграло участие почвоведов в экспедициях Переселенческого управления. Возглавлял эти работы крупнейший ученый-почвовед, ученик Докучаева К.Д. Глинка. Переселенческие почвенные исследования охватили большую территорию и сопровождались составлением мелкомасштабных почвенных карт на совершенно неизвестные до того в почвенно-географическом отношении районы Сибири, Средней Азии, Казахстана и Дальнего Востока. Результаты этих исследований позволили в дальнейшем (1927) К.Д. Глинке и Л.И. Прасолову составить первую почвенную карту азиатской части СССР.

В целях правильного землеустройства и землепользования в 30-е, 40-50-е годы по всей стране были развернуты крупномасштабные почвенно-картографические исследования. Они имели целью обеспечить совхозы и колхозы почвенными и агрохимическими картами. В процессе выполнения этих работ в 50-х годах были составлены крупномасштабные почвенные карты на огромных площадях целинных и залежных земель Казахстана, Заволжья, Западной и Восточной Сибири, Алтая и Дальнего Востока.

В целях инвентаризации и прогноза использования земельных ресурсов страны в 30-х годах были начаты под руководством Прасолова работы по составлению Государственной почвенной карты СССР в 1:1000000 масштабе. В настоящее время эта карта составлена на значительную часть территории СНГ.

В результате этих работ были установлены новые типы почв и уточнены вопросы генезиса и возможностей их хозяйственного использования. Обобщение обширных материалов крупномасштабных почвенных исследований позволили разрабатывать и совершенствовать обзорные почвенные карты СССР в целом и отдельных его регионов.

Анализ почвенной карты мира, составленной в 1937 г. Л.И. Прасоловым послужил И.П. Герасимову основанием для установления одного из общих законов географии почв - закона фациальности (провинциальности) почв.

Широкое значение принципов геохимической сопряженности и разновозрастности почв впервые показано на почвенной карте мира (1975 г) под редакцией В.А. Ковды и др. Принцип геохимической сопряженности почв в ландшафте был обоснован Б.Б.. Полыновым, и далее развит в географическом плане В.А. Ковдой в виде учения о почвенно-геохимических формациях и М.А. Глазовской в учении о почвенно-геохимических полях.

Особым направлением географии почв с 50-х годов стало почвенно-географическое районирование. Сущность его заключается в разделении территории на почвенно-географические районы, однородные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и возможностям хозяйственного использования. Карты почвенно-географического районирования показывают в обобщенном виде картину естественной дифференциации почвенного покрова территории на крупные и мелкие регионы.

Почвенно-географическое районирование отражает структуру почвенного покрова на разных уровнях его организации. Оно служит научной основой практического использования мелкомасштабных и обзорных почвенных карт для региональной оценки почвенного покрова и дифференцированного использования земельных фондов в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Пространственное разнообразие видов разрушения и загрязнения почв, их причин, связанных как с природными, так и антропогенными эколого-географическими условиями делают необходимым разработку и составление карт охраны почв.

Развитие учения об экологической роли почвы влечет за собой необходимость понимания почвы не только как природного тела, как результатов взаимодействия факторов почвообразования, но и как непрерывно функционирующей природной системы, условия существования которой определяются географической средой и хозяйственной деятельностью человека.