Что такое эволюция почв

Роль времени в развитии и эволюции почв. Возраст почв и типы омоложения

В числе факторов почвообразования В.В. Докучаев назвал «возраст страны», подчеркнув тем самым, что почва естественно-историческое тело, которое находится в состоянии постоянного изменения во времени — эволюции.

В эволюции почв различают несколько циклов [207]:

Биологический цикл, часто называемый «саморазвитием» вследствие стабильного состояния независимых от почвы факторов, разделяется на две фазы:

Саморазвитие характеризуется постепенным замедлением скорости протекания процессов от начального неравновесного состояния профиля до зрелого квазиравновесного со средой. Время, за которое почва или отдельный признак достигают зрелого состояния, называется характерным временем. Оно существенно различается в разных биоклиматических и литологических условиях формирования почв.

Существует определенная иерархия почвенных свойств по характерным временам формирования — от быстрых, лабильных (часы, сутки, месяцы — температура, влажность и др.) до медленных, консервативных (сотни и тысячи лет — развитие гумусового, карбонатного, текстурно-дифференцированного профиля и др.). Первые объединяют понятием «почва-момент», вторые — «почва-память» [229]. При изучении эволюции почв основное внимание уделяется комплексу устойчивых свойств.

Начало формирования современного почвенного покрова России относится к крупнейшему климатическому рубежу между поздним плейстоценом и голоценом, имевшему место 10–12 тыс. лет назад и завершившему плейстоценовое оледенение. На протяжении голоцена климатические изменения были более слабыми, но именно они определили эволюцию почв. Основное направление изменений климата выражалось в его потеплении до среднеголоценового термического максимума и последующем похолодании. Закономерности изменения увлажненности климата дискуссионны, но по мнению многих исследователей атлантический период (8–5 тыс. лет назад) был преимущественно засушливым.

В связи со сменами климата и биоты почвы и почвенный покров Российской Федерации прошли ряд стадий. Большинство современных почв, приуроченных к стабильной геоморфологической поверхности и переживших без погребения и денудации весь голоцен, являются полигенетическими, так как в их профиле последовательно наложены и сложно интегрированы результаты многих периодов саморазвития, соответствующих изменению природных условий на протяжении голоцена. В настоящее время предложены схемы биоклиматической эволюции почв различных регионов в голоцене [2, 3, 4, 67, 95 и др.]. Они базируются на достаточно точных палеопочвенных и палинологических методах, включая радиоуглеродные и археологические датировки.

Почвенный покров России характеризуется гетерохронностью. Она связана с возрастом поверхности и интенсивностью экзогенно-эндогенных процессов (денудация, седиментация, турбации), нарушающих сложившиеся почвенные профили и вызывающих омоложение почв (они либо восстанавливаются, либо формируются заново). Таким образом, на территории Российской Федерации выделяются регионы, которые отличаются разным возрастом почвенного покрова, уровнем его устойчивости и характером изменения во времени.

Возраст почв и типы омоложения

На карте показан возраст почвенного профиля, означающий продолжительность отрезка времени, в течение которого профиль формируется и функционирует при условии стабильного состояния почвенной массы: отсутствие процессов денудации и седиментации и существенных турбаций, которые могли бы уничтожить горизонтное строение профиля. Отраженный на карте возраст почв совпадает с возрастом экспонирования современной поверхности для ареалов с несущественным проявлением денудационно-седиментационных процессов. В пределах ареалов с их существенным проявлением возраст почв меньший, чем возраст поверхности, в связи с действием процессов омоложения.

Различаются следующие возрастные почвенные ступени (по началу формирования) и соответствующие им основные генетические группы почв:

Четкого соответствия между возрастом почв и их генетическим типом нет. Это связано с тем, что время начала развития профиля современных почв определяется не характером почвообразования, а возрастом поверхности и интенсивностью экзогенно-эндогенных процессов. Среди выделенных три возрастные ступени являются основными (1, 2 и 4), две другие представлены комплексами в значительной степени разновозрастных почв.

Омоложение почв связано с процессами денудации, седиментации и турбаций, которые срезают, погребают и перемешивают профиль почвы. В результате этого профиль почвы начинает восстанавливаться или формироваться заново. Выделено 6 типов омоложения.

Карта возраста почв составлена на основе почвенной карты (Атлас, с. 72.) и карт истории берегов Беломоро-Балтийского бассейна и Каспия [69]. Она показывает, что почвенный покров характеризуется разновозрастностью. Почвообразование как глобальный экзогенный процесс началось в палеозое, однако реальный возраст почвенного покрова России значительно меньший. В течение фанерозоя эндогенные и экзогеные процессы активно преобразовывали рельеф поверхности суши, приводили к разрушению, погребению и омоложению почв. Исключительно интенсивно данные процессы протекали в плейстоцене, как в ледниковой, так и во внеледниковой зонах. Это объясняет в основном голоценовый (точнее, синголоценовый) возраст современных почв, характерный для равнин, преимущественно расположенных в западной части России. Не меньшее, даже преобладающее место занимают молодые и очень молодые почвы. Они распространены в основном в восточной части страны, так как здесь почвы подвержены интенсивным процессам омоложения денудационно-седиментационного (горного), мерзлотного турбационно-солифлюкционного, вулканического пеплового типов. Древние доголоценовые почвы принимают значительное участие в составе почвенного покрова только на небольшой территории в районе Сочи. В других регионах их доля крайне невелика.

Почвы, отнесенные к возрастный ступени очень молодые, имеют незрелый профиль, не достигший состояния динамического равновесия со средой, что реализуется в терминах «примитивная», «слаборазвитая», «молодая» почва и говорит о стадии формирования почвенного профиля. Почвы более высоких возрастных ступеней в основном имеют зрелый профиль, наиболее полно отразивший действие факторов-почвообразователей, пришедший в состояние динамического равновесия (квазиравновесия) со средой [237].

Источник

Эволюция почв

Проблема эволюции почв в условиях разновременных природных и антропогенных изменений географической среды. Выяснение возраста почв. Основные независимые факторы эволюции почв. Изменения интенсивности эрозионно-седиментационных почвенных процессов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра геоинженерии и кадастра

Выполнил студент: Кудинов М. В., гр. 321661

Проверил: доцент Семашко С.В.

Обзор изменений в почве

Закономерности эволюции почв

Проблему эволюции почв в условиях разновременных природных и антропогенных изменений географической среды изучали многие исследователи. Эта проблема является одной из наиболее актуальных в почвоведении и представляет значительный интерес для многих естественных и гуманитарных наук. Она имеет не только большое теоретическое, но и практическое значение.

Только на основе познания истории развития почв, изучения скорости их образования и эволюции можно получить целостное представление о современном состоянии и организации почвенного покрова, а также дать прогноз дальнейшего развития почв и ландшафтов.

Знания о скорости развития почв и процессах их трансформации под воздействием естественных и антропогенных факторов географической среды необходимы для получения более полного представления об экологической обстановке территорий. Велика роль почвенно-эволюционных исследований при проведении реконструкций изменений климата и растительности, решении проблем геоморфологии, других отраслей географии. Палеопочвенные данные применяются для восстановления условий обитания древнего и современного человека от самых ранних этапов его истории до новейшего времени, в исследованиях конкретных археологических объектов, в изучении истории городской и внегородской среды, а также в целях сохранения природного и культурного наследия.

Почвы претерпевают изменения разной амплитуды, разной временной и пространственной протяженности. Отрезки времени в десятки, сотни и тысячи лет необходимы для того, чтобы почвенный профиль появился в процессе развития из породы, достиг состояния зрелости, изменился под воздействием природных и антропогенных факторов. В ходе указанных процессов меняются такие важные признаки почв, как их генетический тип, основные морфологические, химические, физические свойства, плодородие, количество и качество содержащейся в них информации. Изменения претерпевают существенно различающиеся единицы почвенного пространства: профили, горизонты, морфоны, микроучастки почвенной массы, а так-же структуры почвенного покрова, почвенные зоны и педосфера в целом.

Изучению эволюции каждой из этих единиц соответствуют свои специфические методы исследования, которые постоянно совершенствуются.

В данной работе главное внимание уделяется проблемам современного этапа почвообразования, охватывающего голоцен: последние 10-12 тыс. лет истории природы Земли. Отметим, что такой возраст имеет почвенный покров умеренного пояса, в том числе Восточной Европы. В тропических широтах возраст современных почв может быть намного больше, однако и там голоценовые поверхности довольно распространены.

Обзор изменений в почве

Почвы являются динамичными системами, постоянно меняющимися и развивающимися в связи с изменениями географической среды. Эти изменения разнообразны и могут протекать на разных уровнях временной и пространственной организации почвенного покрова. Они могут быть исследованы на уровне почвенной зоны, профиля почв, отдельных его горизонтов и признаков или на уровне участка микростроения. Изменения на перечисленных уровнях происходят с разной скоростью. Существуют изменения почв, проходящие в течение веков и тысячелетий. Последние представляют собой основной объект исследования эволюционного почвоведения, научного направления, находящегося на стыке почвоведения и палеогеографии. Предметом исследования эволюционного почвоведения являются изменения почв (почвенных тел и покровов) и смены типов почвообразования, происходившие на протяжении геологической истории Земли. Отметим также, что эти изменения могут быть: локальными или глобальными; постепенными или быстрыми и даже катастрофическими; относительно слабыми или контрастными, в корне меняющими почву.

В почвах происходят изменения по трём направлениям:

Эволюция почвы со сменой инварианта не исключает возможности обратной её эволюции к почти исходному состоянию (конечно не полностью тождественному).

В абиотический этап развития суши экзогенез предположительно проходил следующие стадии своего развития: агрессивного паро-газокислотного, восстановительно-углекислотного, окислительно-кислородного.

На стадии, протекавшей с силура до карбона, педогенез распространяется почти по всей суше и становится важнейшим экзогенным процессом Земли.

В процессе развития географической оболочки Земли почвенный покров все более усложнялся, появлялись новые типы почвообразования. Например, относительно недавно, в геологическом масштабе времени, появились степные ландшафты и соответствующие им черноземные и каштановые почвы. Наиболее молодыми считаются почвы тундровых ландшафтов.

Исследованиями во многих регионах мира выявлены серии погребенных почв в лёссах, вулканических пеплах и других отложениях. В течение плейстоцена на больших пространствах поверхности суши сменялись многие почвенные покровы. Они формировались на новых поверхностях, обновлявшихся в эпохи активной эрозии и седиментации.

1) возраст-продолжительность (длительность формирования почвы от нуль-момента до современности или до момента погребения) и

2)возраст-давность(определяется по положению в стратиграфической колонке).

Возраст почв мира различен в связи с разным временем образования исходных поверхностей, на которых они сформировались, а также в связи с действием разнообразных экзогенных процессов их омоложения. Возраст почв умеренных поясов, испытавших воздействия ледниковых и перигляциальных обстановок, значительно меньше возраста почв тропических и экваториальных регионов. Существенно различается возраст почв и внутри данных регионов.

Исследование их устойчивых (не подверженных диагенезу) свойств, а также датирование позволяет получать более достоверные реконструкции типа и условий почвообразования на конкретном хронологическом срезе.

Изучение хронорядов палеопочв (вертикальных и горизонтальных) дает возможность установить точные траектории эволюции почвообразования для отдельных разрезов и районов. На основе хронологических корреляций между почвами разных районов можно реконструировать историю почв обширных территорий. Кроме того, исследования палеопочв необходимо проводить параллельно с эволюционным анализом почвенного покрова, это позволяет более полно соотнести палеопочвенные данные с историей почв и ландшафтов. Без такой привязки к хронологической и палеогеографической шкалам обнаруживаемые признаки изменений педогенеза воспринимаются как случайные, лишь отчасти нарушающие статичную картину педогенеза.

Радиоуглеродное датирование подтверждает голоценовый возраст современных почв Восточной Европы. Возраст нижней части гумусового профиля чернозёмов часто достигает 6-7 тыс. лет, иногда 9,5-9,8 тыс. лет. При этом более древние датировки касаются южной части региона. Здесь формирование современных почв видимо началось раньше (на 2-3 тыс. лет). Возраст нижних горизонтов почв прерий Северной Америки тот же: 9 тыс. лет.

Голоценовый возраст имеют не только черноземы, но и подзолы, дерново-подзолистые и другие текстурно-дифференцированные почвы. Кроме того, по данным углеродного датирования в почвах Восточной Европы выделяются реликты доголоценового, преимущественно позднеледникового возраста. Они локально встречаются в нижней части современного профиля в виде погребенных гумусовых горизонтов, часто с явлениями криотурбации и представляют собой фрагменты кратковременно существовавших почвенных покровов позднеледниковья.

Закономерности эволюции почв

Деятельность человека характеризуется большим разнообразием прямых и косвенных воздействий на почвы и их антропогенных изменений. Косвенные воздействия (природные процессы, спровоцированные человеком) осуществляются через трансформацию биоты, процессы седиментации, эрозии.

Среди прямых воздействий наиболее распространены пахотные, а наиболее интенсивны воздействия на придорожные и городские почвы.

Почвы способны относительно быстро изменяться вследствие климатических, антропогенных и других воздействий, но в пределах определённых эволюционных рядов, рамки которых обусловлены в основном литологией и рельефом. Можно выделить ряды: 1)климатической эволюции суглинистых и песчаных почв;

4)исторической антропогенной эволюции;

5)агрогенной трансформации почв и их восстановления; эволюции городских почв.

Они были направлены в сторону почв, сформированных в более гумидных и холодных условиях среды. Направленность изменений почв в ряду исторической антропогенной эволюции была противоположной.

За время голоцена переходы из песчаных почв в суглинистые невозможны. Но в тропических и субтропических регионах установлены случаи превращения грубых, скелетных почв в суглинисто-глинистые, в результате процессов выветривания. Для этого необходимы относительно стабильные условия педогенеза в течение сотен тысяч лет.

При колебаниях климата разной длительности и амплитуды и связанных с ними сменах растительности почвенные свойства изменяются дифференцированно. Более устойчивые свойства успевают отреагировать только на самые длительные воздействия факторов, подвижные испытывают неоднократные колебания. В итоге, по мере развития почвенного профиля в нем, помимо медленно изменяющихся свойств и частных профилей, периодически создаются и бесследно исчезают новые комбинации изменчивых почвенных признаков. Это явления динамики почв, почти полностью обратимые и занимающие промежуточное положение между процессами функционирования и эволюции. Так, облик современных почв окончательно сформировался в течение недолгих 700 лет похолодания и увлажнения климата времени «малого ледникового периода» XIII-XIX вв. В прошлом при наложении признаков почвообразования более засушливого этапа на комплекс признаков предшествующей гумидной стадии могли возникать иные сочетания признаков и горизонтов.

Развитие почв всегда проходит через ряд стадий. Причем стадии саморазвития характеризуются в основном постепенностью изменения профиля, но для стадий эволюции почв, как климатической, так и антропогенной, характерны периоды ускорения почвообразовательного процесса и относительной его стабилизации.

Почвы и почвенный покров Восточной Европы и всего умеренного пояса прошли ряд стадий развития, связанных со сменами климата и биоты. К ним, в первую очередь, относятся изменения почвенного профиля, касающиеся нормальной модели развития педогенеза.

Большую роль в начале и конце голоцена сыграли изменения интенсивности эрозионно-седиментационных процессов.

Существенные изменения почв и почвенного покрова проходили в раннем голоцене. В это время из пород, местами включавших слаборазвитые почвы, сформировались хорошо развитые почвы, близкие современным. Затем в течение термического максимума голоцена потенциал климата и биоты был выше, но поскольку почвенные профили были уже зрелыми, интенсивность изменения почв снизилась. Переход к позднему голоцену, характеризовавшийся одним или несколькими похолоданиями климата, отмечен некоторой интенсификацией процессов эволюции почв, имевшей региональные различия.

эволюция почва антропогенный эрозионный

В заключение отметим, что исследования палеопочв голоцена имеют не только большое теоретическое, но и практическое значение. Палеопочвенные данные позволяют получать уникальные сведения по истории климата и ландшафтов. Очень велико значение почвенно-археологических исследований для реконструкции палеосреды древнего человека и сохранения культурного и природно-культурного наследия. Решение указанных практических задач возможно на основе развития теории генетического почвоведения и, в первую очередь, на основе комплексных междисциплинарных исследований по проблемам: эволюция почв и географическая среда; археологическое почвоведение.

2 )Величко А.А., Морозова Т.Д. Палеогеографические основы истории формирования современного почвенного покрова // Эволюция и возраст почв СССР. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1986.

3) Естественная и антропогенная эволюция почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1988.

4) Караваева Н. А. Заболачивание и эволюция почв. М.: Наука, 1982.

5) Толчельников Ю.С. Время и почвы // Изв. ВГО. 1986. Т. 119. вып. 1.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Типы, виды и факторы деградации почв. Причины физического, химического и биологического загрязнение почв. Географические и общебиосферные деградации, их проявления. Особенности деградации черноземов, пустынных и дерново-подзолистых почв, методы охраны.

курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.02.2012

Природные условия и факторы почвообразования. Систематический список основных типов почв и их морфологическая характеристика. Водно-физические свойства почв, их гранулометрический, агрегатный и химический состав, объемная масса. Методы защиты почв.

курсовая работа [46,5 K], добавлен 07.02.2010

Условия почвообразования каштановых почв, их общая характеристика и генезис. Систематика и классификация почв. Разделение каштановых почв на подтипы по степени гумусированности. Строение почвенного профиля. Особенности географии почв сухих степей.

реферат [374,4 K], добавлен 01.03.2012

Изучение свойств и определение территорий распространения подзолистых почв как типичных почв хвойных и северных лесов. Природно-климатические условия подзолистых почв. Морфология, генезис формирования и агрономическое использование подзолистых почв.

реферат [33,4 K], добавлен 12.09.2014

Природные условия и факторы почвообразования в ООО СХО «Заречье». Морфологические признаки почв (строение почвенного профиля). Гранулометрический состав и его изменения по почвенному профилю. Бонитет почв, агропроизводственная группировка и свойства.

курсовая работа [36,1 K], добавлен 11.05.2015

Источник

Зарождение, эволюция почвы

Почвообразование – это процесс формирования поверхностного слоя литосферы, в который вовлечены живые организмы, проходящий под воздействием климатических факторов, выветривания, атмосферных явлений. Материнская порода, та на которой и происходит формирование, определяет плодородность почвы: ее минерализацию, физические свойства, химический, гранулометрический состав.

От вида материнской породы и климатических условий района зависит вид растений, которые начинают «осваивать» зарождающую почву. В процессе распространения растительности возникают многочисленные взаимосвязи между ними, микроорганизмами, заселяющими новую землю, исходными химическими элементами материнской породы и субстратами органического типа.

Молодая почва – продукт систематического выветривания материнской породы. Однако почвообразование проходит в несколько этапов-стадий, постепенно эволюционируя до стабильной, самовозобновляющейся системы. Состояние равновесия почвы, ее ресурса с климатическими условиями и флорой, ее заселяющей, принято называть климаксным. Климаксные растительные сообщества и почвы могут быть стабильными в течение долгого времени, но достаточно изменения одного фактора, чтобы снова запустить процесс эволюции. Воздействие может быть естественным, исходящим от природы, но часто разрушителем равновесия является человек. Именно его деятельность в последние годы наиболее сильно меняет поверхность планеты. Увы, иногда ее последствия – экологическая катастрофа, приводящая к опустошению региона и обеднению планеты. Особенно заметны последствия разрушительных воздействий в районах, где климатические условия далеки от идеальных. В них, гумус, который является основой плодородия любой почвы, разрушается быстрее. Например, в тропиках, после вырубки леса, почва практически умирает, покрываясь коркой латерита.

Общепринятой в мире классификации почв как таковой не существует, даже в РФ наряду с новой классификацией от 2005 года, некоторые почвоведы использую старую, от 1977 года. Почвы ранжируют по типам, подтипам, родам, видам, разновидностям и разрядом. Разделяют их по происхождению, отдельным свойствам: гранулометрическому, химическому, минеральному составу, структуре и т.д.

По виду почвообразования можно выделить три категории почв:

Источник

Эволюция почв и почвенного покрова

В числе факторов почвообразования наряду с климатом, горной породой, живыми организмами и рельефом местности В. В. Докучае­вым было названо время или возраст страны. По современным пред­ставлениям время занимает особое место, несоразмеримое с другими факторами почвообразования, оно является объективной формой су­ществования всего материального мира, в том числе и почв. Почва возникла на определенной стадии развития Земли, развивалась в течение всей истории биосферы Земли и продолжает развиваться сейчас. В. В. Докучаев оп­ределил почву как естественно-историческое тело, подчеркнув тем са­мым идею изменения почв во времени или эволюции почв.

Современный почвенный покров представляет собой сложное разновозрастное образование. В эво­люции почв согласно Н.Н. Розову ( 1956) можно различать несколько циклов:

1) цикл собственно биологический (биогенный), или развития почвы в системе почва — растение, который является ре­зультатом борьбы двух противоположно направленных процессов: биологической аккумуляции веществ (биологического круговорота) и гео­логического выноса (геологического круговорота);

2) цикл биогеоморфологический, в котором почва участвует вместе со всем ландшафтом в результате эволюции рельефа земной поверх­ности;

3) цикл биоклиматический, или развития почвы в системе почва — растение, связанный со сменой климата и при­родной обстановки в течение геологических эпох.

Все названные циклы как бы вложены один в другой и почва уча­ствует в них одновременно, но для выявления сущности и причин про­цессов, протекающих в почве, эти циклы необходимо отличать друг от друга.

Биологический цикл, часто называемый »саморазвитием» вследствие относительно стабильного состояния независимых от почв факторов, разделяется на две фазы : 1) фазу образования почвы из горной породы и 2) фазу развития зрелой почвы. Длительность первой фазы — образования из почвообразующей породы полностью сформированной (зрелой) почвы, достигшей динамического равновесия со средой, различна в разных литологических и биоклиматических условиях. По имеющимся фактам этот процесс происходит в течение сотен, тысяч и десятков тысяч лет. На рыхлых породах в умеренном поясе он совершается в среднем за 1000 — 3000 лет. Например, песчаные подзолы на террасах Балтийского моря в Северной Швеции достигают зрелости за 1000 — 1500 лет (Тамм, 1920 ), на побережье Прибалтики и на Карельском перешейке — за 2000 — 2300 лет (Таргульян, Александровский, 1977). По данным В.А.Ковды (1946) в поемно-дельтовых условиях для развития из свежего аллювия лугово-дерновых почв достаточно 100 — 150 лет.

Дальнейшая эволюция зрелой почвы в биогенном цикле происходит вследствие накопления глубоких необратимых изменений в составе и строении самих почв в процессе почвообразования при относительно неизменном комплексе факторов почвообразования, что может привести к обратному воздействию на растительный покров и весь географический ландшафт (заболачивание подзолов вследствие уплотнения иллювиального горизонта, затрудняющего фильтрацию влаги; осолодение солонцов и др.).

Примером эволюции почв в биогенном цикле может служить ряд саморазвития, описанный в ФРГ Мюкенгаузеном (1971). В результате естественного развития почвообразования на ледниковых отложениях под пологом дубово-букового леса кислый бурозем сменился буроземом оподзоленным, а он в свою очередь вследствие формирования слабоводопроницаемого иллювиального горизонта эволюционировал в бурозем-псевдоглей. Этот переход совершился за 7000 — 8000 лет.

Следствием саморазвития почв может быть эволюция почвенного покрова крупных территорий. По мнению Н.А.Караваевой (1982) прогрессивное заболачивание среднетаежной зоны Западной Сибири вызвано саморазвитием почв депрессий рельефа — глееземов болотных, которые эволюционируют в торфяные болота, испытывающие горизонтальный рост и надвигающиеся на суходолы. Начало заболачивания суходолов в этом регионе относится к атлантическому периоду (7500 — 8000 лет назад ).

Вместе со всем ландшафтом почва переживает биогеоморфологи­ческий цикл эволюции,связанный с развитием рельефа. В результате взаимодействия эндогенных и экзогенных сил земная поверхность ис­пытывает постоянное преобразование, которое влияет на развитие поч­венного покрова главным образом вследствие изменения гидротерми­ческих режимов почвообразования (стока, дренажа и грунтового увлажнения).

Связь эволюции почвенных комбинаций с эволюцией рельефа в эрозионном цикле впервые ярко проанализирована в работе С. С. Неуструева “Почвы и циклы эрозии” (1922). По мере врезания гидрогра­фической сети, размыва и денудации первичного рельефа территории и превращения его в “почти-равнину”, или “пенеплен”, происходит эво­люция почвенного покрова: неоднородный, разнообразный по составу, с большим участием гидроморфиых почв почвенный покров “первич­ной” равнины сменяется зрелым, с хорошо выраженными зональными почвами почвенным покровом эрозионной равнины со сложным пересеченным рельефом, и, наконец, вновь пестрым, комплексным покровом выровненной, с затрудненным естественным дренажем древней “почти-равнины”, или “пенеплена”.

Ярким примером первичной слабодренированной равнины с за­трудненным поверхностным стоком и чрезвычайно пестрыми комплек­сами различных по водному режиму почв (болотных, полуболотных, со­лонцовых, солончаковых, подзолистых и лугово-черноземных) является Западно-Сибирская низменность. В приречных частях территории, где улучшается дренаж, на севере падает заболоченность, а на юге возра­стает преобладание типичных черноземов и уменьшается количество солонцов.

С подобным же явлением мы встречаемся в Тамбовском плоскоместье — центральной, слаборасчлененной и наименее дренированной части Окско-Донской низменности. Характерно близкое залегание грун­товых вод (1,5—5 м) и обилие западин, занятых осиновыми колками и осоковыми болотами. Почвенный покров междуречных пространств пестрый, комплексный и слагается из луговых черноземов, черноземно-луговых почв, солонцов, солодей и солончаков. Ближе к речной се­ти этот тип местности сменяется более дренированным плакорным, представленным пологими склонами с типичными черноземами.

Связь эволюции почвенного покрова с изменением рельефа отчет­ливо прослеживается в процессе развития речных долин. Переход пойм в речные террасы вследствие понижения базиса эрозии и врезания гид­рографической сети влечет за собой эволюцию поименно-аллювиальных почв лугового типа в почвы элювиального ряда, свойственные данным климатическим условиям.

Анализ развития почвенно-растительного покрова долин степных зон Евразии дал И. М. Крашенинников (1922). В частности, он пока­зал роль процессов засоления — расселения в преобразовании поч­венного покрова террас. Так, болотно-луговые и луговые почвы поймы сменяются на низких террасах с близким уровнем грунтовых вод со­лончаковыми и солонцовыми почвами, которые, в свою очередь, на бо­лее высоких террасах под влиянием процессов остепнения сменяются солодями и солонцеватыми и осолоделыми степными почвами.

Согласно исследованиям Г. В. Добровольского (1960), по выходе из режима поемности в процессе развития пойменной террасы луговые пойменные почвы эволюционируют в таежно-лесной зоне в дерново-подзолистые и подзолистые почвы, в подзоне широколиственных ле­сов — в серые лесные, а в лесостепи и северной степи — в лугово-черноземные почвы. По морфологии и химическим свойствам они сходны с зональными внедолинными типами почв, и лишь некото­рые реликтовые признаки отличают пойменные аналоги зональных почв, указывая на их гидроморфный типично пойменный режим в прошлом.

Интересное исследование эволюции почвенного покрова аккумуля­тивно-морской и аллювиально-дельтовой равнин Терско-Кумского меж­дуречья в связи с изменением трансгрессивно-регрессивного ритма Каспия и опусканием уровня грунтовых вод было проведено Н. В. Можаровой (1980). Подробная количественная характеристика основных параметров структур почвенного покрова (состав и строение почвенно­го покрова, геометрия, контрастность, сложность, неоднородность), приуроченных к датированным разновозрастным участкам равнин, показала, что в пределах аккумулятивно-морской равнины на гидроакку­мулятивной стадии развития в течение 50—100 лет формируется пер­вичный почвенный покров с преобладанием луговых солончаковых почв, болотных и лугово-болотных почв, который в последующие 50 лет испытывает интенсивное засоление. В следующие 200 лет на гидроморфной стадии развития происходит аридизация приморских ландшафтов с резким уменьшением площади луговых почв, исчезно­вением лугово-болотных и болотных почв и появлением солончаков-солонцов и светло-каштановых почв, имеющих следы реликтового гидроморфизма. Для почвенного покрова характерно преобладание не­сложных и неконтрастных микро- и мезокомбинаций. На мезогидро-морфной (полугидроморфной) стадии развития почвенного покрова (300—6500 лет) повсеместное засоление сменяется расселением. В поч­венном покрове резко сокращается площадь лугово-светло-каштановых почв, возрастает количество солонцов; засоленные и солонцеватые поч­вы присутствуют в равных долях. Характерны чрезвычайно высокие показатели сложности и контрастности микро- и мезокомбинаций. На палеогидроморфной (реликтово-гидроморфной) стадии (6500— 12000 лет) возрастает влияние на почвенный покров зональных факторов, что выражается в увеличении интенсивности солонцового процес­са и вовлечении в автоморфное почвообразование почв полугидроморфного и гидроморфного генезиса. Контрастность и неоднородность поч­венного покрова вновь снижаются.

Анализируя процессы поемно-дельтового почвообразования в континентальных областях СССР, В. А. Ковда наряду с общностью основного направления эволюции почвенного покрова пойм и дельт (от све­жего аллювия и болотных почв к лугово-дерновым, луговым засолен­ным и даже солончакам, а после отрыва от грунтовых вод к почвам элювиального ряда, свойственным данным климатическим условиям) отмечает и ряд различий в длительности и интенсивности проявления отдельных стадий почвообразования в разных природных зонах.

Есть основания полагать, что описанный путь эволюции почвенно­го покрова в поемных условиях имел в прошлом значительно более ши­рокое распространение, будучи характерным для великих водно-акку­мулятивных равнин, в формировании которых принимали участие та­лые воды отступающего ледника или блуждающая сеть речных пото­ков. Например, эволюция почв Тамбовской низменности, по-видимому,. идет так же, как и эволюция почв пойм и дельт — от свежего аллювия и болот к луговым почвам, затем солонцам и солончакам и, наконец, к автоморфным зональным почвам (Самойлова, Якушевская, 1970).Уникальную мощность мицелярно-карбонатных черноземов Азово-Кубанской равнины ( 180 см и более ) связывают с геологической историей территории, рассматривая эти черноземы как результат эволюции плавневых почв ( Иозефович, 1931; Коковина, Лебедева, 1986 ).

В. А. Ковдой ( 1965, 1973) разработана концепция эволюции почв, согласно которой большинство почв обширных гляциальных, флювиогляциальных и аллювиальных равнин суши Земли прошли более или менее длительный гидроморфный этап развития. Медленное поднятие земной поверхности в послеледниковое время, углубление речных долин и понижение уровня грунтовых вод привело к формированию эволюционного ряда почв, в котором выделяется несколько стадий почвообразования от гидроаккумулятивной ( подводной ), через гидроморфную и полугидроморфную к палео-, протерогидроморфной и автоморфной. Хотя масштабы этого явления вызывают по­лемику (Герасимов, 1968), несомненно, что гидроморфный почвообра­зовательный процесс охватывал в прошлом более значительные пло­щади, чем в настоящее время.

Таким образом, для древнеаллювиальных и аккумулятивно-мор­ских равнин с близко залегающими грунтовыми водами характерен пестрый и комплексный почвенный покров с участием заболоченных и засоленных почв. По мере эрозионного расчленения территории и опус­кания уровня грунтовых вод почвенный покров испытывает глубокие преобразования, приближаясь по характеру к типичным зональным почвам. Однако еще долгое время в составе почвенного покрова и свойствах почв будут наблюдаться реликтовые признаки, характерные для прежних фаз почвообразования (наличие осолоделых почв, солонцов, аккумуляция карбонатов, микроэлементов и др.). Поэтому для по­нимания особенностей современного почвенного покрова важно знать историю эволюции почв в связи с эволюцией рельефа.

Биоклиматический цикл эволюции почв связан с крупными изменениями климата в геологические отрезки времени, обусловленными об­щепланетарными или космическими причинами (потепление или похо­лодание, смена сухих или ксеротермических эпох, влажными или плюви­альными). Смещение границ климатических зон и фаций влечет за со­бой изменения в растительном покрове, в тепловом и водном режиме почв, что влияет на ход почвообразовательного процесса и отражается в свойствах почв. В профиле почвы происходит постепенное ослабление признаков, отвечающих прежней фазе почвообразования, и возни­кают новые признаки, соответствующие новому комплексу факторов почвообразования. Однако так же, как и в ходе геоморфологической эволюции почвенного покрова, современные почвы часто содержат ре­ликтовые признаки и свойства, связанные с изменением климатиче­ских условий.

В качестве примера можно назвать нахождение реликтовых под­золов в тундровой зоне, что указывает на менее суровый климат и бо­лее северное положение границы лесов в недавнее геологическое вре­мя. Это согласуется с данными палеогеографии (пыльцевой анализ). На основании изучения пыльцевых диаграмм М.И. Нейштадт пришел к выводу, что в эпоху климатического оптимума (средний голоцен 2500—7700 лет назад) лесная зона в некоторых районах доходила до берегов Ледовитого океана (1957).

Другим примером может служить широкое распространение в южной части лесной зоны Западной Сибири серых лесных и дерново-под­золистых почв со вторым гумусовым горизонтом. Второй гумусовый горизонт четко выделяется в профиле ниже белесого подзолистого го­ризонта своей темной, углисто- черной окраской. Процентное содержание гумуса в нем обычно меньше, чем в верхнем гумусовом горизонте, но в составе гумуса этого горизонта резко преобладают гуминовые кислоты (С_гк: С_фк

З) и прежде всего фракция, связанная с кальцием. Боль­шинство исследователей считают этот горизонт реликтом степных, лу­говых или лугово-болотных почв, развивавшихся здесь в ксеротермическое время голоцена (средний голоцен) и подвергшихся оподзоливанию под влиянием надвинувшейся темнохвойной тайги вследствие по­холодания и крупного смещения климатических зон. Этот вывод также подтверждается данными палеогеографии, согласно которым в эпоху климатического оптимума (

7000 лет назад) степи простирались значительно дальше на север, доходя до 60° с. ш. Указанный путь эво­люции этих почв отражен в применяемом к ним иногда названии “вто­рично-подзолистые” (Драницын, 1914; Глинка, 1923 и др.).

Универсальное значение биоклиматическому циклу развития придавал В.Р.Вильямс.Он разработал теорию »единого почвообразовательного процесса», согласно которой все почвы равнин прошли стадии развития от наиболее молодых тундровых через подзолистые и болотные к более древним — черноземным, сухостепным, солонцовым и солончаковым. Причиной эволюции по Вильямсу явилось изменение положения полюсов Земли и соответственно границ климатических зон. Эта гипотеза в дальнейшем не нашла подтверждения.

Современный почвенный покров в геологическом отношении молод. Большинство современных почв, начавших форми­роваться на территориях, подвергшихся оледенению, вероятнее всего на рубеже позднего плейстоцена и голоцена (10300 лет назад) и пере­живших без погребения и денудации весь голоцен, являются полигене­тическими, так как в их профиле последовательно наложены и сложно интегрированы результаты многих периодов саморазвития, соответст­вующих изменению природных условий на протяжении голоцена. Эволюция почв и почвенного покрова в голоцене определялась преимущественно изменениями климата. В настоящее время предложены схемы биоклиматической эволюции почв различных регионов в голоцене ( Золотун, 1974; Алексадровский, 1983, 1995;Иванов, 1988; Демкин, Иванов,1985 и др.). Они базируются на достаточно точных палинологических и палеопочвенных методах, включая радиоуглеродные и археологические датировки.

По современным представлениям эволюцию почв и почвенного покрова Русской равнины в голоцене, связанную с изменением биоклиматической обстановки, можно реконструировать следующим образом.

Позднеледниковое время (переход от позднего плейстоцена к голоцену; более 10300 лет назад ) характеризовалось холодным континентальным климатом с резкими колебаниями, чередованием периодов активизации почвообразования и денудационно-аккумулятивных процессов, господством тундростепных гиперзональных ландшафтов на большей части территори. Преобладали мерзлотные почвы со слабо развитым профилем, признаками гидроморфизма и солифлюкционных деформаций. Почвенный покров повидимому был не сплошным.

Пребореальный период ( 10300 — 9300 лет назад ). Это время общего потепления климата. В этот период в центре Русской равнины окончательно вытаивает мерзлота и начинает формироваться современный почвенный покров. Он был представлен в основном специфичными почвами с неразвитым профилем.

Бореальный период ( 9300 — 8000 лет назад ). Потепление продолжалось. В центре Русской равнины климат был более засушлив, чем в настоящее время, господствовали сосново-березовые леса, в средней и северной тайге преобладали елово-березовые леса, в лесотундре и тундре — березовые леса и редколесья. Почвенные профили развивались в сторону увеличения мощности и дифференцированности. Это время становления полноразвитых почв и почвенного покрова параллельно со становлением современных зональных ландшафтов.

Атлантический период (8000 — 5000 лет назад ). Это термический максимум голоцена.Наряду с потеплением изменилось увлажнение, но закономерности этих изменений до сих пор дискуссионны. По мнению А.Л.Александровского (1995) почвенный покров Русской равнины в этот период был представлен зрелыми почвами, во многом сходными с современными, но их распространение отличалось от современного. Границы зон были сдвинуты на север. На месте тундровых почв располагались подзолистые, на месте части дерново-подзолистых — серые лесные, на месте значительной части серых лесных — черноземы выщелоченные и оподзоленные. Ареал черноземов типичных был небольшим. Южнее обширные пространства занимали черноземы обыкновенные и южные и темно-каштановые и каштановые почвы ( рис. ).

В течение суббореального ( 5000 — 2500 лет назад ) и следующего за ним субатлантического периода ( 2500 — 0 лет назад ) в связи с похолоданием климата и смещением к югу границ тундровой и лесной растительности произошла эволюция части среднеголоценовых черноземов в серые лесные почвы, части серых и темно-серых лесных почв в дерново-подзолистые. Местами нижняя часть гумусового горизонта сохранилась в виде второго гумусового горизонта, следы которого обнаруживаются в некоторых современных дерново-подзолистых и серых лесных почвах. На севере Русской равнины соответственно смещению ландшафтных границ и наложению тундрового почвообразования на таежное в южной тундре выявлены реликтовая текстурная дифференциация почв на суглинках и мощные подзолы на песках.

За последние 2500 — 1000 лет сложился современный облик почвенного покрова ( рис. ) Вторая половина субатлантического периода ( 1000 (2000) — 0 лет назад ) может быть выделена в особый этап эволюции почв и почвенного покрова — антропогенный. Он отличается все возрастающим воздействием человека на почвенный покров, которое часто сопровождается деградацией почв.

Возможные глобальные изменения климата в ближайшие 25 — 50 лет в результате так называемого парникового эффекта повлекут за собой в дальнейшем изменения почвенного покрова (Добровольский, Куст,1994).

Методы изучения возраста и эволюции почв

Для суждения о путях эволюции почв применяются различные ме­тоды исследования.

Генетический анализ почвенного профиля заключается в детальном всестороннем изучении профиля и реконструкции последовательности появления в нем различных признаков. Особое значение в этом анализе принадлежит установлению соответствия характерных для почвы свойств и признаков современным или прежним географическим условиям. Нахождение в почвенном профиле тех или иных реликтовых признаков свидетельст­вует о прохождении данной почвой какой-то стадии почвообра­зования, отличной от той, которую она проходит в настоящее время. К числу таких реликтовых признаков могут быть отнесены вто­рые гумусовые горизонты в подзолистых и серых лесных почвах, сви­детельствующие о развитии их при оподзоливании почв, имевших мощные гумусовые горизонты; наличие аморфной кремнекислоты, по которой можно судить о прохождении данной почвой стадии осолодения; остатки ракушечных горизонтов или корневищ болотных растений в почвах, представляющих различные стадии эволюции плавневых почв (Иозефович, 1931); наличие гидрогенных аккумуляций, свиде­тельствующих о былом гидроморфизме данной почвы; кротовины в луговых почвах ниже уровня грунтовых вод, говорящие о былом периоде автоморфного развития луговой почвы и т. д. Генетико-эволюционная интерпретация результатов анализа неоднозначна и позволяет строить лишь более или менее обоснованные гипотезы о сущности и изменениях почвообразовательного процесса.

Стационарный метод заключается в непосредственных многолет­них наблюдениях над изменением процесса почвообразования (в част­ности, водного, теплового, солевого и газового режимов почв, режима состава почвенного раствора и др.) на относительно небольшом одно­родном участке почвы (стационаре). Этот метод дает ценную инфор­мацию для изучения годовых циклов почвообразования, но слишком краток по времени наблюдения для решения вопросов общей эволю­ции почв. Режимные наблюдения наиболее применимы для изучения эволюционных изменений свойств почв под влиянием антропогенной деятельности ( орошение, осушение, химическая мелиорация и т. д.).

Повторные съемки и исследования одних и тех же объектов через определенные промежутки времени позволяют составить представление об эволюции почв и почвенного покрова, обусловленной относительно быстрыми колебаниями природных условий, а также под влиянием мелиораций и других видов антропогенных воздействий. Так, например, сопоставляя почвенные карты дельты Терека и Сулака, составленные в 1930 — 35 г.г. и 1984 — 86 г.г., С.В.Зонн (1989) установил, что за прошедший период в связи с зарегулированием стока рек, созданием оросительной и осушительной сети произошло прогрессивное засоление и слитизация почв этого района.

На основе повторного, через 100 лет после исследований В.В.Докучаева, определения содержания гумуса с составлением соответствующих картограмм удалось выявить размеры и скорость дегумификации черноземов Восточно-Европейской равнины ( Чесняк и др.,1983) и оценить эволюцию гумусного состояния черноземов при распашке.

Существенное значение для изучения эволюции почв имеют материалы повторного почвенного и агрохимического картографирования колхозов и совхозов, которое проводилось в нашей стране неоднократно с интервалами в 10 — 15 лет.

Метод моделирования заключается в искусственном эксперимен­тальном воспроизведении различных явлений и процессов, совершаю­щихся в почвах. Этот эксперимент может быть как лабораторным, так и полевым. Примером первого могут служить известные опыты П. А. Костычева с промыванием чернозема, в результате чего содержа­ние гумуса в нем упало с 8 до 2,5%, классические опыты К.К. Гедройца по эволюции почв засоленного ряда (солончак — солонец — солодь), попытки ряда авторов воспроизвести в лабораторных условиях процесс оглеения минеральной почвенной массы. Очевидно, что резуль­таты лабораторного эксперимента не могут быть непосредственно пе­ренесены в природу.

Примером полевого эксперимента являются наблюдения над эво­люцией почв, возникающей вследствие смены растительности (искусст­венные лесные посадки на степных почвах), под влиянием тех или иных агрономических мероприятий: орошения, осушения, известкования и т. д. Полевое моделирование включает также изучение эволюции почв в природной обстановке на искусственных субстратах. Примером таких моделей могут служить заложенные в 1965 г. лизиметры факультета Почвоведения МГУ, в которых почвы формируются на засыпанной в выемки почвообразующей породе под пологом искусственно созданных растительных сообществ.

Разрабатываются подходы к построению математической модели эволюции почв — описанию процессов почвообразования математическими зависимостями. Однако эта проблема чрезвычайно сложна и находится на самой ранней стадии развития.

Сравнительно-географический метод заключается в отождествле­нии пространственного ряда почвенных типов, существование которых связано с определенными географическими условиями, с рядом по­следовательных стадий развития почвы во времени. Причем причину эволюции последней объясняют эволюцией того фактора почвообразо­вания, пространственное изменение которого соответствует наблюдае­мому нами пространственному ряду почв.

В связи со сказанным можно различать метод топорядов, предполагающий, что различия почв на разных элементах рельефа обусловлены различиями в их возрасте ( изменения почв в ряду пойма — разновозрастные террасы речных долин ); метод литорядов — сопоставления почв, сгруппированных в порядке возможных изменений их литологического состава при эволюции (дерново-карбонатная типичная — дерново-карбонатная выщелоченная — дерново-карбонатная оподзоленная — дерново-подзолистая остаточно-карбонатная — дерново-подзолистая ); метод биорядов — сопоставления почв, идентичных по всем факторам почвообразования, кроме биоты (эволюция степных почв под лесными насаждениями, изменения почв после сведения леса и др.);метод климарядов, рассматривающий почвы, сформированные в разных климатических условиях в качестве эволюционного ряда.

Сравнительно-географический метод является коррелятивным, ос­нованным на выявлении связи существования определенных типов почв, обладающих известными свойствами и составом с определенны­ми географическими условиями (Роде, 1947). Однако ввиду сложности и многосторонности этих связей точного и однозначного ответа на во­прос о генезисе и эволюции почв сравнительно-географический метод не дает. Его необходимо использовать в сочетании с другими прямыми методами исследования почв.

Сравнительно — хронологический метод состоит в сопоставлении свойств почв, формирующихся в одинаковых физико-географических условиях, но различающихся по возрасту. Например, А.А.Роде (1947) приводит данные Р. Ганссена по образованию подзоли­стых почв на о. Воллин на датированных дюнах различного возраста. На белых дюнах, образовавшихся менее 300 лет назад, мощ­ность подзолистого горизонта равнялась 0,5—9 см, на дюнах возраста 300—1700 лет она составляла 20 см, а на более древних дюнах (5000 — 7000 лет) — 30 см.

В качестве объектов исследования могут выступать не только дневные почвы ( дневные хроноряды ) — почвы на дюнах разного возраста, почвы, различающиеся по длительности антропогенного использования и др., но и погребенные почвы ( погребенные хроноряды ) — почвы под насыпями, песчаными дюнами и т.д. При исследовании погребенных почв с целью восстановления эволюции необходимо учитывать изменение их в процессе диагенеза.

Одним из видов метода хронорядов является почвенно-археологический метод. Он заключается в исследовании почв с помощью датированных археологических памятников (могильников, курганов, городищ, валов и т.п.). При этом изучаются почвы насыпей, выемок и погребенные почвы. Сопоставления погребенных почв с современными фоновыми позволяют выявить направление развития и скорость изменения различных признаков в почве, т.е. характер ее эволюции. Сравнительное изучение почв, погребенных под курганами 2000 — 3000 лет назад (бронзовый век), и современных в каштановой зоне Казахстана показало, что за этот период существенных изменений при­родных условий и почв не произошло. В современных каштановых поч­вах отмечено лишь некоторое понижение карбонатного горизонта и рассоление почвенного профиля. Почвенно-растительный покров в течение позднего голоцена характеризуется территориальной стабильностью.

Почвенно-археологический метод получил широкое развитие, с его помощью созданы гипотезы эволюции почв различных природных зон, возник новый раздел науки — археологическое почвоведение ( Дергачева, 1997).

Палеогеографический метод заключается в реконструкции изменений почвообразования по данным палеогеографии об изменениях природной среды, полученным с применением спорово-пыльцевого ( палинологического ), карпологического ( по семенам и остаткам тканей растений ), палеозоологического, фитолитного и других методов.

При изучении проблемы эволюции почв необходима система целесообразно сочетаемых методов.

Методы определения возраста почв. При исследовании вопроса об изменении почв во времени большое значение имеют данные о возра­сте почв. Одним из основных методов определения абсолютного возраста почв является радиоуглеродный метод. Его применение в почвоведении началось в 50-60 годы.

Радиоуглеродный метод основан на том, что в живых организмах непрерывно происходит обмен радиоактивной углекислоты 14 СО₂ сат­мосферой, благодаря которому содержание ее в живых организмах и в атмосфере сбалансировано. После отмирания организмов этот обмен (включая ассимиляцию 14 C) прекращается, но распад уже накоплен­ного радиоактивного изотопа углерода продолжается, будучи пропор­циональным как количеству 14 С, оставшемуся в мертвых органических остатках, так и времени распада. Определяя количество радиоактив­ного углерода в образцах, в которых активный биологический обмен СО₂ с атмосферой был прекращен то или иное время назад, зная про­должительность полураспада 14 С и учитывая содержание атмосферного радиоуглерода в течение 40—50 тыс. лет, можно рассчитать с до­вольно высокой точностью абсолютный возраст образца.

Чаще всего для изучения возраста почв радиокарбоновым мето­дом используют радиоактивный изотоп углерода, входящий в состав наиболее устойчивых в данных почвах групп гумусовых веществ. Известны также возрастные датировки для радиоактивного углерода, входящего в состав известковых конкреций.

Опубликованные в настоящее время в мировой научной литера­туре многочисленные результаты радиоуглеродных датировок абсолют­ного возраста ископаемых почв дают весьма широкий интервал от выс­шего предела, доступного для данного метода (40—50 тыс. лет) для самых древних ископаемых почв (позднеледниковых), до нескольких тысяч лет для самых молодых (послеледниковых) погребенных почв.

Например, возраст так называемой “брянской” ископаемой почвы, которая распространена в верхней части бассейна Днепра и располо­жена в самой верхней (валдайской) толще лёссов, образованной в кон­це последнего оледенения (во время последнего интерстадиала), опре­делен в 25—29 тыс. лет, возраст интергляциальной “микулинской” поч­вы — более 40—50 тыс. лет.

Радиокарбоновое датирование погребенных почв весьма точно сов­падает с наиболее достоверными хронологическими датами, получен­ными другими независимыми методами (геологическим, археологиче­ским, историческим).

Для современных почв радиокарбоновые датировки дают очень большой разброс возрастных дат от нескольких тысяч до сотен лет, кроме того, возраст образцов из верхних горизонтов почти всегда ока­зывается меньшим по сравнению с нижележащими.

Например, для образцов типичного мощного чернозема Стрелец­кой степи (Курская обл.), взятых с глубины 10—20 см, 30—40 и 140— 150 см, получены соответственно следующие результаты определения возраста: 1500, 3000 и 7000 лет (Виноградов и др., 1969)..

В дерново-подзолистых почвах со вторым гумусовым горизонтом (Томское Приобье, Западная Сибирь) возраст верхнего гумусового го­ризонта был определен в 1230 лет, а второго гумусового — в 7000 лет (Добровольский и др., 1970), что согласуется с предполагаемым вре­менем смещения почвенно-климатических зон в среднем голоцене.

Увеличение возраста гумуса почв с глубиной объясняют ростом вверх почвенной толщи в результате выпадения атмосферной пыли ( Герасимов,1968 ), »омоложением» гумуса верхних горизонтов благодаря поступлению свежего органического вещества, а также уменьшением интенсивности углеродного обмена и увеличением доли реликтового углерода в нижней части профиля.

Почвы являются открытыми ( современные ) и открыто-закрытыми ( ископаемые ) для углеродного обмена системами, а почвенное органическое вещество представляет собой сумму продуктов гумусообразования различных этапов почвообразования. Гумус почвы непрерывно обновляется, поэтому при определении возраста почвы радиоуглеродным методом его величина всегда будет занижена.

Для современных почв установлены некоторые закономерности географии радиоуглеродного возраста гумуса. Возраст гуминовых кислот возрастает от почв лесной зоны (около 1000 лет) к арктическим почвам (около 3000 лет ) и степным ( 2000 — 3000 лет), т.е. почвы лесного ряда имеют большую скорость кругооборота углерода, чем арктические и степные ( Чичагова,1985). В первом случае причиной является пониженная биологическая активность почв Крайнего Севера, во втором — большая термодинамическая устойчивость гуминовых кислот степных почв.

Существуют косвенные методы определения возраста почв. Они заключаются в изу­чении почв на более или менее точно датированных образованиях (ис­торические памятники, крепостные валы, курганы, система разновоз­растных террас, серии разновозрастных дюн), по находкам в самой поч­ве палеонтологических или археологических остатков и т. д.

Исследуя почвы на таких разновозрастных объектах, можно со­ставить представление как о скорости почвообразования и особенно­стях различных его стадий, так и об общем ходе его развития.

Еще В. В. Докучаев (1883), разрабатывая проблему возраста, описал перегнойно-карбонатные почвы (рендзины) на стенах Старола­дожской крепости, сооруженной в 1116 г., и пришел к заключению, что полноразвитые почвы были образованы здесь менее чем за 400— 500 лет, т. е. в историческое время.

По письменным историческим источникам можно узнать, когда началась смена почвообразовательного процесса под влиянием природных изменений ( колебания уровней озер, морей и т.п.) или хозяйственной деятельности ( распашка целины, орошение, осушение и др.)

Известны также попытки определения возраста почв по интенсив­ности накопления в них различных соединений. Так, В. А. Ковда по возможной скорости накопленияглекислого кальция из почвенно-грунтовых вод подсчитал, что возраст тамбовских черноземов и черноземно-луговых почв составляет около 7000—8000 лет.

М.М. Кононова по объему ежегодного растительного опада и сте­пени его гумификации определила, что для накопления средних запа­сов гумуса в современных почвах требуется период в 100—200 лет при условии, если все количество образующихся гумусовых веществ сохра­няется в почве (1968). На самом деле этот период более продолжите­лен, так как новообразование гумусовых веществ сопровождается их разложением.

Таким образом современный этап в развитии почвоведения харак­теризуется не только изучением генезиса и особенностей пространствен­ного распространения почв, но и все более широким конкретным ис­следованием проблемы изменения почв во времени. Познание путей эволюции почв дает возможность прогноза и направленного воздейст­вия со стороны человека, который теперь стал важнейшим фактором почвообразования и эволюции почв.

Изменение почвенного покрова под влиянием хозяйственной деятельности человека

Хозяйственная деятельность человека влияет на почвенный покров как непосредственно, так и косвенно (через другие факторы почвооб­разования). Прямое воздействие на почвенный покров осуществляется прежде всего в процессе земледельческого использования почв, охва­тывающего примерно одну десятую часть суши Земли.

Обработка почв, внесение органических и минеральных удобре­ний, известкование кислых почв и гипсование солонцеватых почв и со­лонцов, промывание засоленных почв, орошение, осушение, мероприя­тия по защите почв от эрозии и дефляции (террасирование склонов, об­лесение водосборных бассейнов и др.) — вот основные приемы повы­шения эффективного плодородия почв, в разной степени влияющие на свойства почв, а во многих случаях и на весь комплекс природных ус­ловий.

В зависимости от характера изменения почв, используемых в земледелии, в процессе их естественно-антропогенной эволюции, направленной на окультуривание, выделяют две основные группы антропогенно-преобразованных почв: агроестественные и агроземы. В агроестественных почвах под антропогенно-преобразованным горизонтом сохраняются полностью или частично в ненарушенном состоянии гумусово-аккумулятивные, элювиальные и другие горизонты, позволяющие идентифицировать антропогенно-преобразованные почвы по аналогии с природными почвами, имеющими сходное строение. Такие почвы называют агрочерноземами, агросерыми, агродерново-подзолистыми и т.п. В случае более существенной антропогенной трансформации природных почв, когда вследствие гомогенизации всей верхней части профиля естественные типовые признаки стираются, формируются агроземы. В них агрогенно-преобразованные горизонты залегают на сохранившимся срединном горизонте естественных почв, который включается в название (агроземы альфегумусовые, агроземы метаморфические и др.) или непосредственно на почвообразующей породе (агрозем собственно ).

Среди антропогенных почв выделяют также стратоземы — почвы, в которых поверхностные горизонты сформированы в толще привнесенного (стратифицированного) материала мощностью более 40 см, погребающего профиль естественных почв. Формирование стратифицированной толщи может быть связано с водной или эоловой аккумуляцией, а также с искусственным поступлением, в том числе с ирригационными водами, минерального или органического материала. Этот материал поступает регулярно, в течение длительного времени и сингенетично почвообразованию.

К антропогенным относятся также рекультивированные почвы, созданные на отвалах “пустой” породы, на терриконах, на участках с нарушенным при строительстве почвенным покровом и др.

Наряду с положительным воздействием на почвы хозяйственная деятельность человека может иметь и отрицательные по­следствия в случае несоблюдения соответствующих мер охраны почв. К таким отрицательным явлениям, ухудшающим свойства почв и нару­шающим почвенный покров, относятся эрозия, дефляция, дегумификация, вторичное за­соление, заболачивание, термокарст в районах вечной мерзлоты, хи­мическое загрязнение почв промышленными отходами. Антропогенная деградация почв превратилась в настоящее время в глобальную проблему землепользования.

Деятельность человека существенно изменяет не только сами компоненты почвенного покрова, но и характер связи между ними и структуру почвенного покрова в целом. Наиболее широко распространенный вид земледельческого освоения — распашка коренным образом видоизменяет взаимосвязи почв и растительности, на значительных площадях приводит к эрозии почв. Развитие эрозии усложняет структуру почвенного покрова, дробя контура почв и препятствуя организации крупных однородных производственных выделов земель. Так, в лесостепи и степи Молдавии средневзвешенная площадь ареала черноземов при переходе от полнопрофильных почв к эродированным уменьшается в 2 — 5 раз. Например, площади ареалов несмытых, слабо-, средне-, и сильносмытых обыкновенных черноземов образуют следующий ряд : 123,6 — 29,7 — 23,7 и 18,5 га (Крупеников, Урсу,1985). На Русской равнине максимальной интенсивности проявление эрозии достигает на расчлененных возвышенностях лесостепи и степи, отличающихся высокой земледельческой освоенностью.

Существенно видоизменяется почвенный покров при орошении и осушении. В засушливых регионах мира он рассоляется и упрощается. Вместе с тем здесь появляются значительные площади вторично засоленных земель с вновь возникшей комплексностью. Принципиально изменяется почвенный покров при использовании почв под культуру поливного риса. При проведении осушительных мелиораций резко снижается контрастность почвенного покрова, исчезают из его состава переувлажненные компоненты. Это отчетливо проявляется на осушенных территориях, основные массивы которых расположены в Европе и Северной Америке.

Менее зримым, но чрезвычайно важным по своим последствиям является косвенное влияние хозяйственной деятельности человека на почвенный покров. Это влияние шире непосредственного воздействия, и многие его проявления охватывают в той или иной степени почти весь. почвенный покров планеты.

Ежегодно в виде промышленных отходов в атмосферу выбрасыва­ется 0,5—1 млрд. т кислотных агентов газового и аэрозольного харак­тера, которые включаются в глобальную атмосферную циркуляцию. Это — соединения хлора и соляной кислоты (порядка 100 млн. т/год), сероводорода и сернистого ангидрида (300—400 млн. т/год), окислы азота (90—400 млн. т/год), соединения аммония (80—200 млн. т/год). При окислении они образуют соответствующие кислоты (соляную, сер­ную, азотную), что приводит к подкислению атмосферных осадков, а с ними и почв. По данным западно-европейских и скандинавских ученых, рН атмосферных осадков за последние десятилетия уменьшился с 5,5 до 4, часто 3, а иногда до 2,8 (“кислотные” дожди), что вновь сделало актуальной в ряде стран проблему известкования почв. Рост кислотности вод способствует также выносу из почвы кальция, магния, калия и мобилизации железа, алюминия, марганца, а как следствие — связы­ванию фосфора.

Существенно сказывается на почвенном покрове и воздействие че­ловека на растительный покров (уничтожение лесной растительности, сенокошение, выпас скота), нарушающее естественный характер био­логического круговорота веществ и энергии.

Вот почему одна из важнейших современных проблем почвоведения общечеловеческого значения — познание роли почвенного покрова планеты и произрастающей на нем природной и сельскохозяйственной растительности в сохранении нормальных концентраций и сложившихся биогеохимических циклов углерода, кислорода, азота, фосфора, серы, кальция и других биофильных элементов, познание структуры, функций, методов оптимизации и управления биосферой Земли.

Источник