/
Text
Номер 9
(Эвы 0032-180Х
Сентябрь 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
I
ИКо:/Ллллт.та1к.ги
1 1%1|#11Г «V «Т Т¥1119ЫИ1П М
]
Журнал основан в январе 1899 г. На его страницах публикуются
оригинальные статьи, обзоры; отражаются различные аспекты
теоретических и экспериментальных исследований генезиса,
географии, физики, химии, биологии, плодородия почв; освещаются
результаты теоретических и экологических исследований в
глобальном и региональном плане.
“НАУК А
Российская академия наук
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 9 2005 Сентябрь
Основан в январе 1899 г.
Выходит 12 раз в год
0032-180Х
Журнал издается под руководством
Отделения биологических наук РАН
Редакционная коллегия:
Б.Ф. Апарин, Р.В. Арнольд (США), В.Е.Х. Блюм (Австрия),
И.М. Гаджиев, А.Н. Геннадиев {заместитель главного редактора),
М.И. Герасимова, В.А. Демкин, Д.Н. Дурманов, Ф.Р. Зайдельман,
Д.Г. Звягинцев, Л.О. Карпачевский, А.Н. Каштанов,
В.Н. Кудеяров {заместитель главного редактора),
В.В. Медведев (Украина), Е.И. Панкова, Н.И. Смеян (Белоруссия),
И.А. Соколов, Т.А. Соколова, В.О. Таргульян,
В.Д. Тонконогов {ответственный секретарь),
А.Д. Фокин, Ф.Х. Хазиев, Е.В. Шеин, А.С. Яковлев
Зав. редакцией Е.В. Достовалова
Адрес редакции: 119017 Москва, Пыжевский пер., 7, тел. 230-80-66
Москва
Издательство “Наука”
© Российская академия наук, 2005 г
© Редколлегия журнала “Почвоведение”
(составитель), 2005 г
СОДЕРЖАНИЕ
Номер 9,2005
От редколлегии 1027
Глеб Всеволодович Добровольский
С. А. Шоба, Н. П. Матекина 1028
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
Истоки и современное состояние почвоведения
в Московском университете (к 250-летию Московского университета)
Г. В. Добровольский 1035
Экология почв и учение о почвенных экофункциях
Е. Д. Никитин 1044
Развитие бассейнового подхода в почвенных и экологических исследованиях
Т. А. Трифонова 1054
Экологическая информативность в субстантивно-генетической
классификации почв России
В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова 1062
АНТРОПОГЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ
Антропогенно-преобразованные почвы островных монастырей
таежно-лесной зоны России
И. С. Урусевская, Н. Н. Матинян 1069
Анализ сопряженного использования радиоактивного и магнитного
трассеров для количественной оценки эрозии почв
А. Н. Геннадиев, В. Н. Голосов, С. С. Чернянский, М. В. Маркелов,
К. Р. Олсон, Р. Г. Кован, В. Р. Беляев 1080
Антропогенные почвы ботанических садов крупных городов южной тайги
М. Н. Строганова, А. В. Раппопорт 1094
Древние нарушения почвенного покрова речных долин степного Зауралья
Л. Н. Плеханова, В. А. Демкин 1102
ФИЗИКА, БИОЛОГИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
Дыхание почв России: анализ базы данных, многолетний мониторинг, общие оценки
В. Н. Кудеяров, И. Н. Курганова 1112
Гидросорбционный гистерезис в почвах, минералах и породах
Т. А. Зубкова, А. С. Манучаров, Н. И. Черноморченко,
А. П. Шваров, И. А. Костарев 1122
Раковинные амебы и закономерности их распределения в почвах
А. А. Бобров ИЗО
Закономерности географии и генезиса минералого-кристаллохимической
основы почв и процессов ее изменений при почвообразовании
Б. П. Градусов 1138
РЕЦЕНЗИЯ
Впечатляющие итоги развития биосферно-функционального направления в почвоведении
И. А. Крупеников 1147
Contents
No. 9,2005
Simultaneous English language translation of the journal is available from MAIK “Nauka/Interperiodica” (Russia).
Eurasian Soil Science ISSN 1064-2293.
From the Editorial Board 1027
Gleb Vsevolodovich Dobrovol’skii (on the 90th Anniversary of his Birth)
S. A. Shoba and N. P. Matekina 1028
GENESIS AND GEOGRAPHY OF SOILS
History of the Development and the Modem Status of Soil Science at Moscow State University
(On the 250th Anniversary of Moscow State University)
G. V. DobrovoVskii 1035
Soil Ecology and the Study of Soil Functions
E. D. Nikitin 1044
Development of a Basin Approach in Pedological and Ecological Studies
T. A. Trifonova 1054
Environmental Information in the Substantive-Genetic Classification System of Russian Soils
V. D. Tonkonogov, I. I. Lebedeva, and M. /. Gerasimova 1062
ANTHROPOGENIC PEDOGENESIS AND SOIL CONSERVATION
Anthropogenically Transformed Soils of Insular Monasteries in the Taiga-Forest Zone of Russia
/. S. Urusevskaya and N. N. Matinyan 1069
The Concurrent Use of Radioactive and Magnetic Tracers for Soil Erosion Quantification
A. N. Gennadiev, V. N. Golosov, S. S. Chernyanskii, M. V. Markelov,
K. R. Olson, R. G. Kovach, and V. R. Belyaev 1080
Specific Features of Anthropogenic Soils in Botanical Gardens
of Metropolises in the Southern Taiga Subzone
M. N. Stroganova and A. V. Rapoport 1094
Ancient Soil Disturbances in River Valleys within the Steppe Zone of the Southeastern Urals
L. N. Plekhanova and V. A. Demkin 1102
PHYSICS, BIOLOGY, AND MINERALOGY OF SOILS
Respiration of Russian Soils: Database Analysis, Long-Term Monitoring, and General Estimates
V. N. Kudeyarov and I. N. Kurganova 1112
Hydrosorptive Hysteresis in Soils, Minerals, and Rocks
T. A. Zubkova, A. S. Manucharov, N. I. Chernomorchenko,
A. P. Shvarov, and I. A. Kostarev 1122
Testate Amoebas and the Regularities of Their Distribution in Soil
A. A. Bobrov П30
Regularities of the Geography and Genesis of the Mineral-Crystallochemical Base
of Soils and Its Changes upon Pedogenesis
В P. Gradusov 1138
BOOK REVIEWS
Impressive Results of the Development of the Biospheric and Functional Approaches in Soil Science
/ A. Krupenikov 1147
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1027
ОТ РЕДКОЛЛЕГИИ
Настоящий юбилейный номер журнала “Почвоведение” посвящен 90-летию Глеба Всеволодовича
Добровольского - выдающегося ученого-почвоведа, академика Российской академии наук, Почетного
Президента Докучаевского общества почвоведов, директора Института экологического почвоведе¬
ния МГУ - РАН, заслуженного профессора Московского государственного университета им. М.В. Ло¬
моносова.
В номер вошли статьи, подготовленные учениками и соратниками юбиляра. Они охватывают ши¬
рокий спектр научных проблем, разработкой которых занимался Глеб Всеволодович Добровольский
в различные периоды своей жизни.
От всей души поздравляем дорогого Глеба Всеволодовича с замечательным юбилеем. Желаем ему
крепкого здоровья и долгих лет плодотворной деятельности на благо нашей науки.
1027
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1028-1034
УДК 631.4
ГЛЕБ ВСЕВОЛОДОВИЧ ДОБРОВОЛЬСКИЙ
© 2005 г. С. А. Шоба1, Н. П. Матекина2
1Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
E-mail: main@soil.msu.ru
2Институт экологического почвоведения МГУ-РАН, 119899, Москва, Ленинские горы
E-mail:npm@soil.msu.ru
Поступила в редакцию 22.02.200^ г.
Академик РАН Г.В. Добровольский, отмечающий в 2005 г. свое 90-летие, выдающийся ученый-
почвовед, автор более 460 научных работ, в том числе более 10 монографий и почвенных карт.
С именем Г.В. Добровольского связан период развития, становления и укрепления почвоведения в
СССР и России как фундаментального направления современного естествознания. За свою плодо¬
творную педагогическую жизнь в Московском университете он подготовил более тысячи почвове-
дов-агрохимиков, включая десятки кандидатов и докторов наук, которые ныне работают как в Рос¬
сии и сопредельных государствах, так и в странах дальнего зарубежья.
22 сентября исполняется 90 лет со дня рождения
выдающегося ученого, организатора науки, ли¬
дера почвоведов России, академика Российской
академии наук, директора института экологи¬
ческого почвоведения Московского Государст¬
венного университета и Российской Академии
наук, заслуженного профессора Московского
университета, Почетного президента Докучаев-
ского общества почвоведов Глеба Всеволодовича
Добровольского.
Его научная, организационная и общественная
деятельность получили мировую известность.
Разносторонность интересов Глеба Всеволодови¬
ча, его вклад в смежные с почвоведением области
знания не перестают восхищать. Его хорошо зна¬
ют не только в почвенно-агрохимических кругах,
но и биологи, геологи, географы. С именем
Г.В. Добровольского связан период развития,
становления и укрепления почвоведения в СССР
и России как фундаментального направления со¬
временного естествознания. Признание заслуг и
авторитета юбиляра объясняется еще и тем, что
за свою плодотворную педагогическую деятель¬
ность в Московском университете он подготовил
более тысячи почвоведов-агрохимиков, включая
десятки кандидатов и докторов наук, которые
ныне работают не только в России, но и в сопре¬
дельных государствах и в странах дальнего зару¬
бежья. В личности Г.В. Добровольского проявля¬
ется редкое сочетание качеств, которые обеспе¬
чивают ему глубокое уважение со стороны
выпускников и коллег по работе, - это огромный
научный, педагогический и общественный авто¬
ритет, высокий интеллект, доброта, отзывчи¬
вость, исключительная порядочность и в то же
время принципиальность и уравновешенность,
что позволяет ему решать многие трудные задачи
корректно и непринужденно.
Глеб Всеволодович Добровольский родился
22 сентября 1915 г. в г. Москве в семье агронома,
выходца из Владимирской губернии. Его мать ро¬
дилась также в г. Владимире и многие годы была
преподавателем Московского библиотечного ин¬
ститута. Интересы и влияние родителей опреде¬
лили выбор дальнейшего жизненного пути. Он
поступает в Московский университет и оканчива¬
ет его в 1939 г. по специальности почвоведение.
Первыми учителями его были известные профес¬
сора В.В. Геммерлинг и Е.П. Троицкий, под руко¬
водством которых он выполнил первую студенче¬
скую научную работу по изучению роли магния в
генезисе солонцов. Учеба в аспирантуре под ру¬
ководством профессора Д.Г. Виленского в этом
же году была прервана в связи с призывом на
срочную службу в Красную Армию. В ее рядах
Г.В. Добровольский воевал в Великую Отечест¬
венную войну в составе войск Забайкальского во¬
енного фронта. По окончании аспирантуры и за¬
щиты кандидатской диссертации в 1950 г. он на¬
значается заместителем директора Биолого¬
почвенного НИИ МГУ, возглавлявшегося в те го¬
ды крупнейшим ученым биохимиком А.Н. Бело¬
зерским.
С 1961 г. Г.В. Добровольский возглавляет ка¬
федру географии почв биолого-почвенного фа¬
культета МГУ. Под его руководством кафедра из
небольшого коллектива выросла в одно из веду¬
щих учебно-научных подразделений факультета,
которое разрабатывает узловые направления ге¬
незиса, географии, диагностики и систематики
почв. Специфика работы кафедры - многочис¬
ленные почвенно-географические экспедиции в
разные районы России, в которых переплетаются
102В
ГЛЕБ ВСЕВОЛОДОВИЧ ДОБРОВОЛЬСКИЙ
1029
научная работа и учебный процесс. С этого вре¬
мени на базе экспедиционных работ и лаборатор¬
ных исследований формируются и получают раз¬
витие научные разделы и направления, которые
выделяются в виде самостоятельных лаборато¬
рий (аэрокосмических методов изучения почв,
микроморфологии почв, биологической диагнос¬
тики и индикации почв). Исследования по этим
направлениям носят комплексный характер, ве¬
дутся в тесном взаимодействии с другими кафед¬
рами факультета, а также институтами РАН и
РАСХН. Вычленим основные из них.
Почвообразование в поймах и дельтах было
детально изучено в докторской диссертации
Г.В. Добровольского, продолжено и развито его
учениками в различных регионах России. В ре¬
зультате многочисленных исследований Г.В. До¬
бровольским разработаны важнейшие теорети¬
ческие вопросы генезиса пойменных почв: типо¬
логия пойменных земель, принципы систематики
и эколого-генетическая классификация этих
почв. Этот раздел работы имеет огромное прак¬
тическое значение, так как он служит основой
для крупномасштабного картографирования,
учета почвенного покрова долин рек многих ре¬
гионов и обоснования принципов их рациональ¬
ного использования, мелиорации и охраны.
Г.В. Добровольский впервые показал, что пой¬
мы рек являются ландшафтами высокой плотности
жизни и интенсивных транзитно-аккумулятивных
почвообразовательных процессов. Динамичность
процессов почвообразования, особенности био¬
логического круговорота веществ позволили
сформулировать эколого-генетические принци¬
пы формирования и функционирования почвен¬
ного покрова пойменных ландшафтов. За эти ис¬
следования Ученый Совет Московской сельско¬
хозяйственной академии им. К.А.Тимирязева
присудил в 1971 г. Г.В. Добровольскому премию
имени академика В.Р. Вильямса.
Под руководством Г.В. Добровольского на при¬
мере территории Западного Прикаспия разработа¬
ны принципы и методы изучения почв водно-акку¬
мулятивных равнин аридной зоны на основе лито-
лого-геоморфологического и геохронологического
районирования, проведена комплексная диагнос¬
тика аридных почв. Определены временная и
пространственная динамика, проведено долго¬
срочное прогнозирование засоления почв как ли¬
митирующего фактора использования земельных
ресурсов аридных областей, изучение эволюции
структур почвенного покрова. Материалы иссле¬
дований по этому обширному региону широко ис¬
пользовались производственными учреждениями
Дагестана для разработки земельного кадастра,
создания новых и реконструкции старых дренаж¬
но-оросительных систем, организации системы
мелиоративных мероприятий, рационального ис¬
пользования земельных ресурсов республики.
Итоги этих работ обобщены в коллективной мо¬
нографии “Геохимия, мелиорация и генезис почв
дельты Терека” (отв. редактор Г.В. Доброволь¬
ский. Изд-во МГУ, 1975 г.).
Одним из центральных и фундаментальных
направлений научной деятельности Г.В. Добро¬
вольского является развитие принципов и мето¬
дов географии почв и почвенно-географического
районирования в соответствии с традициями рус¬
ского генетического почвоведения. Он становит¬
ся руководителем межвузовских работ по почвен¬
но-географическому районированию (ПГР) СССР.
На основе крупных экспедиционных исследова¬
ний, анализа и обобщения всех накопленных поч¬
венно-географических данных были разработа¬
ны карты ПГР СССР масштаба 1 : 5000000 и
1:2500000 (совместно с Почвенным институтом
им. В.В. Докучаева и Советом по изучению про¬
изводительных сил Госплана СССР; 1965,1974 гг.),
карта почвенно-географического районирования
СССР для высших учебных заведений масштаба
1 : 8000000 (1983 г.), карты почвенного райониро¬
вания ряда крупных регионов - Центрального
экономического района СССР (1972 г.), Нечерно¬
земной зоны РСФСР (1980 г.), а также поясни¬
тельные материалы к ним в виде статей, сборни¬
ков, монографий.
При создании этих карт был реализован новый
подход к почвенному покрову как сложно органи¬
зованной природной системе, обладающей
структурно-соподчиненным типом строения и
развития. Использование многоступенчатой
таксономической системы районирования - от ге¬
ографических поясов до почвенных округов и
районов - позволило отразить влияние биоклима-
тических, литолого-геоморфологических усло¬
вий и геологической истории на формирование
почвенного покрова территории. Особое внима¬
ние было уделено обоснованию принципов выде¬
ления, характеристики и типизации почвенных
округов как важных единиц районирования, спе¬
цифичные структуры почвенного покрова кото¬
рых обусловлены особенностями рельефа и поч¬
вообразующих пород. Это способствовало даль¬
нейшему развитию теории географии почв.
Утверждение и творческое развитие генетичес¬
кого принципа в географии почв - одно из глав¬
ных и важных проявлений научной деятельности
Г.В. Добровольского. Исследования по почвенно¬
географическому районированию были высоко
оценены: в 1984 г. совет МГУ присудил ему и его
ученице - ныне профессору И.С. Урусевской,
премию имени М.В. Ломоносова I степени.
Поскольку почвенно-географическое райони¬
рование рассматривает почвенный покров в раз¬
носторонних связях его с экологическими услови¬
ями и по существу является почвенно-экологичес¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1030
ШОБА, МАТЕКИНА
ким районированием, оно послужило естественно¬
научной основой для разработки природно-хозяйст¬
венного районирования земельного фонда СССР.
Региональные работы по географии и карто¬
графии почв СССР были обобщены в известной
почвенной карте мира масштаба 1: 10000000, из¬
данной к X Международному конгрессу почвове¬
дов 1974 г. под руководством члена-корреспон-
дента РАН В.А. Ковды, Г.В. Добровольский вы¬
ступает в этой работе как автор и член
редакционной коллегии. В основу карты положе¬
ны эколого-генетические и эволюционно-геохи¬
мические принципы строения почвенного покро¬
ва мира. За участие в цикле работ “Почвы мира:
картография, генезис, ресурсы, освоение”, опуб¬
ликованных в 1965-1985 гт., Г.В. Добровольский
с группой видных ученых был удостоен в 1987 г.
Государственной премии СССР.
В этом же году Академия наук СССР присуди¬
ла Г.В. Добровольскому за цикл работ “Генезис,
география и охрана почв” Золотую медаль имени
В.В. Докучаева - высшую академическую награ¬
ду в области почвоведения. Существенным науч¬
ным вкладом Глеба Всеволодовича в последние
десятилетия являются работы, в которых особое
внимание уделяется роли почв в жизни биосфе¬
ры. Обосновывая новое экологическое направле¬
ние в почвоведении, Г.В. Добровольский понима¬
ет его как науку о закономерности функциональ¬
ных связей почвы с окружающей средой и
обитающими в почвах организмами.
Большое место в своих работах Глеб Всеволо¬
дович отводит изучению экологических функций
почв. Основываясь на работах В.В. Докучаева,
В.И. Вернадского, Б.Б. Полынова, В.А. Ковды,
Г.В. Добровольский убедительно показал, что
жизнь и сохранность биосферы и выживание че¬
ловечества зависят от состояния почвенного по¬
крова Земли, созданного ее эволюцией и являю¬
щегося узлом функционирования планетарных
связей. Важнейшая заслуга многочисленных ра¬
бот Глеба Всеволодовича и его учеников - это
рассмотрение функций почвы в системе ее биоце-
нотических, ландшафтных и биосферных взаимо¬
действий как фундаментальной проблемы эколо¬
гии почв.
Характерная особенность работ Г.В. Добро¬
вольского - стремление использовать биопоказа¬
тели для конкретных целей изучения генезиса и
классификации почв: включение биологических
критериев в диагностику почв, применение систем
биопоказателей (ботанических, биохимических,
микробиологических, зоологических), необходи¬
мых для подтверждения особенностей почвооб¬
разовательного процесса и классификационной
принадлежности почв. Научные почвенно-эколо¬
гические исследования проводились в тесном со¬
трудничестве с биологами разных специальнос¬
тей. На основании этих исследований Г.В.Добро-
вольским и его учеником д.б.н. Ю.Г. Гельцером
организуется и успешно проводится в 1976 г. в
Московском университете большое Всесоюзное
совещание “Проблемы и методы биологической
диагностики и индикации почв”.*
Сохранение видового разнообразия в экосис¬
темах - важнейшая функция почвы, привлекаю¬
щая в настоящее время пристальное внимание
почвоведов, биологов, экологов. В связи с этим
Г.В. Добровольский проводит весной 1995 г. на
факультете почвоведения МГУ представитель¬
ную научную конференцию “Почва и биологичес¬
кое разнообразие”. Актуальность этой проблемы
еще далеко не полностью осознана общественнос¬
тью, хотя проблема изучения биологического
разнообразия, во многом благодаря принятию
Международной Конвенции по Биоразнообра¬
зию, стала в центре исследования одной из госу¬
дарственных научно-технических программ Рос¬
сии. В этом направлении Г.В. Добровольскому
приходится много работать не только в научном,
но и в организационном плане как эксперту по
оценке предлагаемых научных исследований.
Разрабатывая функционально-экологическое
направление в почвоведении, Глеб Всеволодович
в соавторстве с Е.Д. Никитиным, его учеником,
ныне доктором биологических наук, опублико¬
вал две важнейшие работы: учебное пособие
“Экологические функции почв” (1986 г.) и моно¬
графию “Функции почв в биосфере и экосисте¬
мах” (1990 г.). За монографию 1990 г. ее авторам
Тимирязевской академией в 1999 г. присуждена
премия имени В.Р.Вильямса. В книгах даны ана¬
лиз и теоретическое обобщение проблемы эколо¬
гических функций и роли почвы, характеризующие
различные биогеоценотические почвенные функ¬
ции, обеспечивающие устойчивое развитие и су¬
ществование наземных экосистем.
Г.В. Добровольский является одним из иници¬
аторов и руководителей ежегодной Школы “Эко¬
логия и почвы”, проводимой с 1990 г. в Пущин-
ском биологическом научном центре РАН для
молодых ученых и специалистов.
Большое внимание в работах Глеба Всеволо¬
довича уделяется рассмотрению участия почвы в
глобальных процессах: биохимическом преобра¬
зовании верхних слоев литосферы, трансформа¬
ции поверхностных вод в грунтовые, регулирова¬
нию газового режима атмосферы и др.
В связи с необходимостью прогноза эволюции
почвенного покрова в результате парникового
эффекта и возможного изменения климата в бли¬
жайшие 25-50 лет группой ученых под руковод¬
ством Глеба Всеволодовича плодотворно разра¬
батываются методы и дается прогноз будущей
эволюции почвенного покрова под влиянием гло¬
бального изменения климата в заданных клима¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ГЛЕБ ВСЕВОЛОДОВИЧ ДОБРОВОЛЬСКИЙ
1031
тологами параметрах для глобального, регио¬
нального и во многих случаях локального уров¬
ней.
Характерная черта творчества Г.В. Добро¬
вольского - развитие направлений исследований
почв на разных уровнях - от глобального (аэро¬
космические методы) до микромира (микромор¬
фология почв). Последнее направление Глеб Все¬
володович развивал на протяжении всей своей на¬
учной жизни. Им внесен большой вклад в учение
о микромире почв (микропочвоведение), струк¬
турной организации почвенной массы. Микро¬
морфология почв выступает в работах Г.В. Доб¬
ровольского не только как метод исследования,
но и как раздел современного почвоведения, об¬
ладающий своими методологическими особенно¬
стями. Специфика микроморфологии почв позво¬
ляет проводить диагностику отдельных призна¬
ков почвообразования даже на ранних стадиях
проявления почвенных процессов.
Для реализации этих возможностей по иници¬
ативе Г.В. Добровольского создается специаль¬
ная лаборатория, где впервые внедряется в прак¬
тику почвенных исследований система методов
поэтапного иерархического морфолого-аналити¬
ческого изучения почвенных объектов в ненару¬
шенном состоянии с применением новейших ана¬
литических приборов. Это осуществляется с по¬
мощью электронного растрового микроскопа,
сопряженного с рентгеновским микроанализато¬
ром, позволяющим проводить локальный рентге¬
новский микроанализ вещественного состава
объектов, а также сопряженный автоматизиро¬
ванный анализ изображения.
Монография “Растровая электронная микро¬
скопия почв” (1971 г.), написанная Г.В. Добро¬
вольским совместно с его учеником - ныне чле-
ном-корреспондентом РАН С.А. Шобой, приоб¬
рела широкую известность.
В последнее время много внимания уделяется
Г.В.Добровольским координации исследований
роли почв в наземных экосистемах.
В 1996 г. по его инициативе и под его руковод¬
ством организован Институт почвоведения Мос¬
ковского государственного университета и Рос¬
сийской академии наук. Основное научное направле¬
ние, разрабатываемое институтом, - “Структурно¬
функциональная роль почв в биосфере и наземных
экосистемах”. Эти работы обобщены в коллек¬
тивных монографиях “Структурно-функциональ¬
ная роль почвы в биосфере” (1999 г.), “Структур¬
но-функциональная роль почв и почвенной био¬
ты в биосфере” (2003 г.). Монографии знакомят с
современным состоянием учения о функциях
почв в наземных экосистемах и биосфере Земли в
целом. Охарактеризованы основные черты гене¬
зиса, структурной организации и географии почв
как особых природных тел. Подробно освещены
важнейшие химические, физические и биологи¬
ческие функции почв в наземных экосистемах, а
также экологическое значение почв как особой
среды обитания и воспроизводства жизни. Рас¬
смотрены глобальные функции почвенного по¬
крова, влияние почвенных процессов на литосфе¬
ру, гидросферу и атмосферу. Обсуждается роль
почв в эволюции жизни на Земле и сохранении
биоразнообразия. С экологических позиций дан
анализ роли и значения почв в жизни человека.
Эти работы получили широкую известность и
признание научной общественности.
В 2002 г. под редакцией академика Г.В. Добро¬
вольского вышла монография “Деградация и ох¬
рана почв”. В этом фундаментальном труде впер¬
вые обобщены все проблемы, связанные с обост¬
ряющейся в наше время угрозой глобального
экологического кризиса, в котором очень важное
место занимает проблема деградации и охраны
почв. Важность этой проблемы определяется
тем, что без преодоления процесса деградации
почв и сохранения почвенного покрова Земли не¬
возможно сохранить ни растительный и живот¬
ный мир, ни чистоту воды и воздуха, невозможно
сохранить нормальное функционирование био¬
сферы, а значит, и экологическое благополучие
жизни человеческого общества.
В 2002 г. под редакцией Г.В. Добровольского
была опубликована монография “Регуляторная
роль почвы в функционировании таежных экоси¬
стем”. Эта работа оценена научной общественно¬
стью как пример комплексного научного иссле¬
дования на стыке экологии, биоценологии, поч¬
воведения, гидробиологии, которые ставят своей
задачей выяснение закономерностей взаимосвя¬
зей живых организмов между собой и всеми ком¬
понентами окружающей их среды.
В 2001 г. Указом Президента Российской фе¬
дерации присуждена Государственная премия
Российской федерации в области науки и техники
коллективу ученых факультета почвоведения
МГУ под руководством Глеба Всеволодовича До¬
бровольского за цикл работ “Функционально¬
экологические основы изучения, охраны, повы¬
шения плодородия почв и рационального исполь¬
зования почвенных ресурсов”.
Этот цикл работ раскрывает основы нового
научного направления, согласно которому почва
является не только результатом взаимодействия
факторов и условий почвообразования, но и ак¬
тивно действующей полифункциональной при¬
родной системой, играющей незаменимую роль в
биосфере и жизни человека.
Несомненно значимой работой Г.В. Добро¬
вольского надо признать данную им обобщенную
характеристику типового разнообразия почв Рос¬
сии и закономерностей их географического рас¬
пространения. Статья на эту тему и сопровожда¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1032
ШОБА, МАТЕКИНА
ющая ее почвенная карта масштаба 1 : 22000000
опубликованы в Большой Российской энциклопе¬
дии (том Россия, М., 2004 г.). Для Национального
атласа России подготовлена к публикации новая
Почвенная карта масштаба 1 : 15000000 (проф.
И.С. Урусевская - факультет почвоведения МГУ,
акад. Г.В. Добровольский - ИП МГУ-РАН, н.с.
И.А. Мартыненко - факультет почвоведения
МГУ, И.О. Алябина - ИП МГУ-РАН).
До настоящего времени Г.В. Добровольский
не оставляет своей педагогической деятельности.
Им созданы курсы лекций по географии почв,
классификации и систематике почв, истории поч¬
воведения. В 1993 г. ему присвоено почетное зва¬
ние заслуженного профессора Московского уни¬
верситета, а в 1997 г. присуждена Ломоносовская
премия за педагогическую деятельность. В 2004 г.
в ознаменование 250-летия основания Москов¬
ского Государственного университета на совмест¬
ном юбилейном заседании ученого Совета МГУ и
Российской академии наук Г.В. Добровольский
был награжден премией Московского государст¬
венного университета им. М.В. Ломоносова за
выдающийся вклад в развитие образования. Сре¬
ди лауреатов этой премии были десять известней¬
ших членов академии, внесших огромный вклад в
развитие отечественного образования. Среди них
были академики Е.П. Велихов, Е.И. Чазов,
Ю.Д. Третьяков и др.
Неразрывность научно-педагогической и на¬
учно-организационной деятельности типична для
Г.В. Добровольского. Развитие новых направле¬
ний почвоведения не ограничивалось только кон¬
кретной кафедрой, факультетом или институтом
почвоведения. Поднятие авторитета и роли поч¬
воведения как фундаментальной естественно-на¬
учной дисциплины - вот стержневая линия науч¬
но-организационной работы юбиляра.
Первые и особенно значимые шаги Г.В. Доб¬
ровольского касались развития и организацион¬
ного оформления почвоведения в Московском
государственном университете и в системе уни¬
верситетского образования в целом. С 1950 по
1953 гг. он работает заместителем директора
биолого-почвенного научно-исследовательско¬
го института МГУ, а в 1969 г. избирается заведу¬
ющим почвенным отделением биолого-почвен¬
ного факультета. Наиболее напряженная творче¬
ская и продуктивная работа начинается с 1970 г.,
когда Г.В. Добровольский был избран деканом
биолого-почвенного факультета МГУ, что под¬
черкивает его авторитет среди не только почво¬
ведов, но и биологов.
С этого времени начинается активная подго¬
товка к созданию самостоятельного факультета
почвоведения в Московском университете и соот¬
ветственно первого в системе университетского
образования страны. Пришлось приложить мак¬
симум усилий по проведению этого мероприятия
на всех уровнях - от факультета до министерства.
Несмотря на имеющиеся трудности, факультет
почвоведения был открыт в 1973 г., Г.В. Добро¬
вольский становится деканом и руководит кол¬
лективом факультета около 20 лет. Это событие
резко изменило положение почвоведения в МГУ:
произошли количественные и качественные
сдвиги. За короткий период времени факультет
вырос и стал ведущим учебно-научным центром
почвоведения не только в России, но и за ее пре¬
делами. За эти годы была сформулирована и реа¬
лизована идейно-научная и организационная кон¬
цепция развития факультета. Основная мысль,
которую постоянно развивал Глеб Всеволодович
в процессе становления факультета, - расшире¬
ние рамок и сфер приложения почвоведения, раз¬
нообразие дисциплин и специализаций, тесная
связь и взаимопроникновение в другие естествен¬
ные науки. Но все это осуществляется в рамках
единой науки о почвах.
Разнообразие научных тем, направлений, ос¬
ваиваемых дисциплин, постоянная работа на сты¬
ке смежных наук - это стиль университетского
образования, дающего фундаментальную подго¬
товку своим выпускникам. Это в свою очередь
обусловило мобильный и динамичный характер
научных изысканий на факультете, что дало воз¬
можность быстро реагировать на целевые прак¬
тические запросы различных ведомств и решать
их оперативно и высококвалифицированно. Та¬
кой стиль работы значительно отличает факуль¬
тет почвоведения от научно-исследовательских
институтов, где больше внимания уделяется спе¬
циализации и проработке более узких конкрет¬
ных научных проблем.
Научный потенциал факультета позволил ре¬
ализовать широкую специализацию в учебном
плане по почвоведению (таких специализаций
было 8, а сейчас 11). На факультете активно ра¬
ботают Совет по защите докторских диссертаций
по почвоведению, агрохимии и экологии, предсе¬
дателем которого в течение 25 лет является
Г.В. Добровольский, и два Совета по защите кан¬
дидатских диссертаций по специальностям почво¬
ведение, агрохимия и микробиология.
Факультет увеличил прием студентов до 80-
100 человек в год, особенно возросло число аспи¬
рантов (до 35 человек в год), что, в частности, и
послужило одной из причин организации новых
специализированных ученых советов.
С 1994 г. под руководством Г.В. Доброволь¬
ского на факультете работает постоянно действу¬
ющий “Семинар по теоретическим проблемам
почвоведения”, в котором принимают участие
ученые и специалисты ведущих научных и учеб¬
ных заведений в области почвоведения и смеж¬
ных естественных наук. Г.В. Добровольский был
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1033
ГЛЕБ ВСЕВОЛОДОВИЧ ДОБРОВОЛЬСКИЙ
организатором и координатором межвузовской
работы в составе прежнего Минвуза СССР по
почвоведению и агрохимии. Ставшие уже тради¬
цией ежегодные заседания Учебно-методическо¬
го объединения университетов ставят, разраба¬
тывают и согласовывают учебные планы, про¬
граммы, специализации по секции почвоведения
и агрохимии, принимают рекомендации об от¬
крытии новых кафедр, специальностей в разных
университетах.
Особо следует отметить вклад Г.В. Добро¬
вольского в утверждение за почвоведением ста¬
туса фундаментальной науки в Академии наук.
Ныне почвоведение занимает почетное место в
списке из десяти направлений наряду с физикой,
химией, биологией и другими фундаментальными
науками. В перечне научных специальностей
Высшей аттестационной комиссии с 1988 г. спе¬
циальность “почвоведение” включена в группу
естественно-научных дисциплин “биологические
науки”. В то же время в группе сельскохозяйст¬
венных наук наряду с агрохимией включена спе¬
циальность “агропочвоведение и агрофизика”.
Это значительно расширило возможности почво¬
ведения как в системе фундаментальных естест¬
венных дисциплин, так и среди прикладных дис¬
циплин сельскохозяйственного профиля. Ут¬
верждение современного статуса почвоведения
требовало от Г.В. Добровольского постоянного
энтузиазма, терпения и времени, необходимого
для того, чтобы заинтересовать и обосновать сре¬
ди ученых разных специальностей и администра¬
торов значимость представляемого направления.
И в этом воистину неоценимая заслуга юбиляра.
Более 20 последних лет Г.В. Добровольский ак¬
тивно работает в Академии наук СССР, а ныне
РАН, где он осуществляет координацию научной
деятельности всех институтов почвенного профи¬
ля, являясь председателем Научного совета по
проблемам почвоведения РАН. Фундаментальная
значимость работ Добровольского, его вклад в
организацию науки послужили основанием для
избрания его членом-корреспондентом АН СССР
в 1984 г. и академиком РАН - в 1992 г. Он сразу
же избирается членом Бюро Отделения биохи¬
мии, биофизики и химии физиологически актив¬
ных соединений АН СССР, в структуру которого
входило тогда почвоведение. Он стал инициато¬
ром возрождения почвоведения в Отделении об¬
щей биологии. Результатом расширения роли
почвоведения в этом отделении стало образова¬
ние в 1993 г. в Институте эволюционной морфо¬
логии и экологии животных (ныне Институт про¬
блем экологии и эволюции РАН) лаборатории
экологических функций почв, которая сосредото¬
чила свою работу на экспериментальном изуче¬
нии современных процессов, происходящих в поч¬
вах, в их сезонной и годичной динамике. В 1996 г.
Глеб Всеволодович избран членом Бюро Отделе¬
ния общей биологии РАН.
Особо следует отметить огромную заслугу и
научный вклад Г.В. Добровольского в организа¬
цию нового научного подразделения в Академии
наук и Московском университете - Института
почвоведения МГУ - РАН (1996 г.) Этот институт
был создан на базе факультета почвоведения
МГУ и координировал работу большого коллек¬
тива ученых самой высокой квалификации в ре¬
шении ряда глобальных проблем почвоведения.
За короткое время институт зарекомендовал себя
как авторитетное научное учреждение РАН и
Московского университета, как Учебно-научный
почвенно-экологический центр, как пример пло¬
дотворного сотрудничества ученых МГУ и Ака¬
демии наук. В 1999 г. институт был организато¬
ром международной научной конференции “Опу¬
стынивание и деградация почв”. В 2001 г. был
организован и успешно проведен большой Меж¬
дународный симпозиум “Функции почв в био-
сферно-геосферных системах”. В работе симпо¬
зиума приняли участие около 150 ученых и специ¬
алистов из двадцати стран Европы, Азии,
Америки и Австралии. Почвенные проблемы
вновь зазвучали на годичных собраниях Россий¬
ской академии наук и на заседаниях Отделения
общей биологии РАН, способствуя сближению
разных отраслей естествознания.
С 1985 г. Г.В. Добровольский - вице-прези¬
дент, с 1989 г. - президент Всесоюзного, ныне До-
кучаевского общества почвоведов при РАН, а в
2004 г. избран его Почетным президентом. Не¬
смотря на социально-экономические трудности
последнего времени в России, благодаря энтузи¬
азму и энергии Г.В. Добровольского общество
активно работало, успешно проведены четыре
последних съезда почвоведов. После прекраще¬
ния деятельности Всесоюзного общества почво¬
ведов I учредительный съезд Общества почвове¬
дов России состоялся в г. Москве в 1992 г., II съезд
общества, посвященный 150-летию со дня рожде¬
ния В.В. Докучаева, прошел в 1996 г. в Санкт-Пе¬
тербурге. По предложению этого съезда Общест¬
во получило название Докучаевского общества
почвоведов. 1П съезд состоялся в г. Суздале Вла¬
димирской области в 2000 г. Он успешно прошел
под девизом “Почвы в XXI веке”, IV съезд поч¬
воведов в 2004 г. в г. Новосибирске и прошел
под девизом - “Почвы - национальное достояние
России”.
Много сил и энергии отдает Г.В. Доброволь¬
ский издательской работе. С 1988 г. он - главный
редактор журнала “Почвоведение” РАН. Пре¬
одолевая трудности, журнал не только живет и
издается, но и получил мировое признание: жур¬
нал оперативно переводится на английский язык
и доступен зарубежным ученым. Глеб Всеволодо¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1034
ШОБА, МАТЕКИНА
вич также активно работает в редколлегии “Ве¬
стника Московского университета” (серия почво¬
ведение) и журнала “Природа”. Привлечение
многих авторов, публикация дискуссионных ра¬
бот с нестандартными подходами, доброжела¬
тельность к молодым ученым, уважение и высо¬
кая профессиональная требовательность - это
позиция Г.В. Добровольского в журнальной дея¬
тельности.
Последние 30 лет жизни Г.В. Добровольский
постоянно находится в центре активной научно¬
общественной деятельности в стране, пропаган¬
дируя и отстаивая интересы почвоведения. Все
его обязанности невозможно перечислить. Упо¬
мянем лишь, что широта его знаний и научных
интересов послужила основанием назначения его
в 1998 г. сопредседателем Научного совета РАН
по изучению и охране культурного и природного
наследия.
Г.В. Добровольский постоянно выступает с до¬
кладами на национальных и международных кон¬
грессах и совещаниях, в РАН, Государственной
Думе и Совете Федерации Федерального Собра¬
ния - главным образом по вопросам о роли почвы
и почвенного покрова в обеспечении устойчивого
развития и экологической безопасности России.
Общественная деятельность не мешает
Г.В. Добровольскому активно публиковать мно¬
гочисленные научные, научно-популярные и пуб¬
лицистические статьи и монографии. За послед¬
ние 10 лет их было более 150. Особо хочется от¬
метить книгу-сборник трудов В.В. Докучаева
“Дороже золота - русский чернозем” (1994 г.) с
вступительной статьей и комментариями Г.В. До¬
бровольского и новое издание фундаментального
учебника “География почв” в соавторстве с
И.С. Урусевской (2004 г.) В настоящее время
Г.В. Добровольский работает над изданием учеб¬
ника “История и методология почвоведения”.
Военная, научная, педагогическая, организа¬
ционная деятельность Г.В. Добровольского полу¬
чила широкое общественное признание. За учас¬
тие в Великой отечественной войне он награжден
Орденом отечественной войны и боевыми меда¬
лями, за успехи в учебно-научной и общественной
деятельности - многими орденами и памятными
медалями. Часто приходится восхищаться тем,
как в одном лице могут совмещаться столь много¬
гранные качества ученого, педагога и обществен¬
ного деятеля, активно работающего по многим
направлениям. К этому следует добавить, что ав¬
торитет Г.В. Добровольского держится на пре¬
красных личных качествах: интеллигентности,
скромности, деликатности, четкости, порядочно¬
сти и чуткости.
Хочется пожелать Глебу Всеволодовичу здо¬
ровья, счастья и продолжения активной и плодо¬
творной научно-общественной деятельности.
Gleb Vsevolodovich DobrovoPskii (on the 90th Anniversary of his Birth)
S. A. Shoba and N. P. Matekina
An outstanding soil scientist, author of over 460 scientific works, including more than 10 monographs and soil
maps, Academician of the Russian Academy of Sciences G.V. Dobrovol’skii celebrates his 90th birthday in
2005. His name is inseparably associated with the development of soil science as a fundamental natural science
in the former Soviet Union and in Russia. During his long and fruitful life as a lecturer and teacher at Moscow
State University, he has trained more than a thousand soil scientists and agricultural chemists, including tens
of candidates and doctors of sciences that successfully work in research, educational, and other institutions of
Russia and abroad.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9
2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1035-1043
ГЕНЕЗИС
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ИСТОКИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
В МОСКОВСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
(К 250-ЛЕТИЮ МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА)
© 2005 г. Г. В. Добровольский
Институт экологического почвоведения МГУ-РАН, 119899, Москва, Ленинские горы МГУ
npm@soil.msu. ги
Поступила в редакцию 23.03.2005 г.
Дан исторический обзор развития почвоведения в Московском университете со времени его осно¬
вания и до наших дней. Сделан вывод о том, что полидисциплинарная структура университета суще¬
ственно способствовала разностороннему развитию почвоведения как науки комплексной и находя¬
щейся на стыке многих естественных дисциплин.
Истоки наук о почвах находятся в трудах осно¬
вателя Московского университета - Михаила Ло¬
моносова. Наиболее полно свои взгляды на про¬
исхождение и свойства почв, особенно чернозе¬
мов, М.В. Ломоносов изложил в своей книге
“О слоях земных” (1763 г.). Характеризуя в этой
книге самый верхний слой Земли, Ломоносов ста¬
рается выяснить вопрос о происхождении черно¬
земов, подразумевая под этим термином черную
землю или почвенный перегной. Он приходит к
заключению, что его происхождение не мине¬
ральное, но “... из двух прочих царств натуры, из
животного и растительного всяк признает ...”
(§125, с. 69). Известно, говорит Ломоносов, что
именно от животных и растений происходит
“...умножение черной садовой и огородной зем¬
ли”. Более того, Ломоносов рисует картину по¬
следовательного изменения плотных горных по¬
род под влиянием поселения на них низшей, а за¬
тем высшей растительности и постепенного
образования на их поверхности черной землистой
массы. “И каменные голые горы, - пишет Ломо¬
носов, - ...часто показывает на себе зелень мху
молодого которая после чернеет, и становится
землею; земля накоясь долготою времени служит
после произведению крупного мху и других расте¬
ний” (§ 124, с. 69). В этих словах совершенно от¬
четливо сформулирован взгляд на растительно¬
наземное происхождение почв в результате воз¬
действия растительности на горные породы. Ло¬
моносов имел общее представление о географи¬
ческом разнообразии почв, в том числе о почвах
тундр, болот, хвойных и лиственных лесов, лугах
на черноземе и степях, пустынях, “что стоят бес¬
плодны от излишества солей”. Разрабатывая про¬
грамму Российского географического атласа, Ло¬
моносов ставил вопрос о совершенствовании зем¬
леделия и выяснении “...каких родов хлеб сеют
больше и плодовито ли выходит”. Обратил вни¬
мание Ломоносов и на такие вопросы, как эрозия
почв и погребение почв под свежими водными и
пыльными наносами. Словом, автор “Слоев зем¬
ных” - М.В. Ломоносов - предстает перед нами
как предтеча научной постановки вопроса о про¬
исхождении и географических закономерностях
распространения почв на земной поверхности.
Вслед за М.В. Ломоносовым к вопросу о воз¬
можности изучения черноземных почв привлека¬
ет внимание профессор натуральной истории
Московского университета - Матвей Иванович
Афонин. Его первая публичная лекция о почве
имела особое значение в Московском универси¬
тете. Она была произнесена 22 апреля 1771 г. в
день рождения императрицы Екатерины Алексе¬
евны и называлась “Слово о пользе знаний, соби¬
рании и расположении чернозему, особливо в
хлебопашестве”. М.И. Афонин предложил изу¬
чать землю не только во всяком уезде и деревне,
но и в каждом поле для того, чтобы “...большего
ожидать изобилия и приращения через пристой¬
ное удобрение и поправление” (Качинский, 1870,
стр. 11). М.И. Афонин разработал одну из первых
классификаций черноземных почв и первым
предложил организовать Почвенный музей.
Сведения о почвах излагались М.И. Афониным в
лекционном курсе агрономии, который был ор¬
ганизован при кафедре зоологии и ботаники Мос¬
ковского университета и назывался сельскохо¬
зяйственным домоводством.
После М.И. Афонина вопросы почвоведения
находили свое место в той или иной форме на раз¬
ных кафедрах Московского университета, в том
числе с 1804 г. на кафедре “Минералогии и сельско¬
го домоводства” в лекциях профессора М.Г. Павло¬
ва, Я.А. Линовского и Н.И. Железнова, а с 1863 г.
на кафедре агрохимии - профессора Н.Е. Лясков-
1035
1036
ДОБРОВОЛЬСКИЙ
ского. В 1884 г. в соответствии с новым уставом
кафедра агрохимии была преобразована в кафед¬
ру агрономии. В 1906 г. по предложению профес¬
сора этой кафедры А.Н. Сабанина впервые в
учебный план физико-математического факуль¬
тета было введено преподавание почвоведения
как самостоятельного и обязательного предмета
для студентов естественного отделения этого фа¬
культета.
С этого времени А.Н. Сабанин начал читать
систематический курс лекций по почвоведению,
издал в 1909 г. “Краткий курс почвоведения”, ор¬
ганизовал превосходную по тем временам поч¬
венно-агрохимическую лабораторию и воспитал
целую школу своих учеников, ставших впоследст¬
вии известными профессорами Московского уни¬
верситета. Тем самым А.Н. Сабанин создал, в
сущности, основу для организации в Московском
университете самостоятельной кафедры почво¬
ведения. К сожалению, завершить это важное де¬
ло он не смог, так как в 1920 г. скончался.
Официально кафедра почвоведения в Москов¬
ском университете была открыта в 1922 г. в ре¬
зультате разделения кафедры агрономии на са¬
мостоятельные кафедры - почвоведения и агро¬
химии. Кафедру почвоведения возглавил
ближайший ученик А.Н. Сабанина - профессор
В.В. Геммерлинг, а кафедру агрохимии - профес¬
сор А.Н. Лебедев, а затем профессор А.Е. Лебе-
дянцев. Кафедрой почвоведения профессор Гем¬
мерлинг руководил в течение тридцати лет (1922-
1953 гг.). Вслед за Московским университетом ка¬
федры почвоведения были организованы во мно¬
гих университетах России, в том числе Санкт-Пе¬
тербургском, Казанском, Ростовском, Воронеж¬
ском, Томском, Иркутском, Дальневосточном, а
также в университетах союзных республик быв¬
шего Советского Союза. Так исполнилась мечта
основателя генетического почвоведения В.В. До¬
кучаева об организации кафедр теоретического
почвоведения в университетах России.
Дальнейший путь развития почвоведения в
Московском университете от отдельной кафедры
до создания самостоятельного факультета почво¬
ведения был далеко не простым. В 20-х годах XX в.
кафедра почвоведения входила в естественное
отделение физико-математического факультета,
затем в 1933 г. вошла в состав почвенно-геогра¬
фического факультета, в 1938 г. - геолого-поч¬
венного, а в 1950 г. - биолого-почвенного факуль¬
тета.
10 апреля 1973 г. ректор университета акаде¬
мик Р.В. Хохлов подписал приказ о разделении
биолого-почвенного факультета на два факуль¬
тета - биологический и почвоведения. Для биоло¬
гического факультета это означало восстановле¬
ние ранее бывшего (с 1930 г.) в университете фа¬
культета, а для почвоведения это был
исторический акт организации первого в мире са¬
мостоятельного факультета почвоведения в сис¬
теме университетского образования.
Первым деканом факультета в 1973 г. был из¬
бран профессор Г.В. Добровольский, в конце 1989 г.
его сменил на этом посту профессор А.Д. Воронин,
а с 1995 г. - профессор С. А. Шоба. Тесное сотруд¬
ничество разных факультетов обогащало универ¬
ситетских почвоведов, но задачи развития почвове¬
дения как самостоятельной отрасли естествознания
и подготовки соответствующих специалистов
требовали и самостоятельного определения науч¬
ных направлений, правильного соотношения в
учебных планах геологических, биологических,
географических и агрономических дисциплин, а
также и точных наук - математики, физики и хи¬
мии. Этими обстоятельствами и диктовалась не¬
обходимость организации самостоятельного уни¬
верситетского факультета. В конце 40-х годов
почвоведению, так же как и биологии, пришлось
пережить тяжелые времена, связанные с админи¬
стративным вмешательством в науку, получив¬
шим название “лысенковщины”. В 1949 г. Минис¬
терством высшего образования СССР был издан
циркуляр, предписывающий преодолеть в совет¬
ском почвоведении и подготовке специалистов в
этой отрасли знания морфолого-химическое на¬
правление, которое было квалифицировано как
реакционное и метафизическое. Следствием это¬
го циркуляра было закрытие в МГУ кафедр хи¬
мии, физики почв, агрохимии. Ведущие профес¬
сора-почвоведы получили административные
взыскания, а некоторые были отстранены от пре¬
подавательской деятельности. Через несколько
лет при поддержке ректората и общественности
университета нормальная ситуация была восста¬
новлена, но нанесенный ущерб не прошел для на¬
уки о почве бесследно.
Тяжелый удар был нанесен почвоведению в
1962 г., когда всемирно известный Почвенный ин¬
ститут им. В.В. Докучаева был выведен из струк¬
туры Академии наук СССР (вместе со многими
другими институтами и лабораториями) и пере¬
дан в ведение Всесоюзной академии сельскохо¬
зяйственных наук им. В.И. Ленина (ВАСХНИЛ)
“для приближения к практике сельского хозяйст¬
ва”. Подобные же действия были осуществлены в
академиях союзных республик и университетах.
Тем самым еще раз были подорваны уже завое¬
ванные почвоведением позиции как одной из важ¬
ных фундаментальных дисциплин современного
естествознания. На этом фоне создание в Мос¬
ковском университете самостоятельного факуль¬
тета почвоведения явилось действительно исто¬
рическим событием в развитии науки о почве.
Надо сказать, что факультет почвоведения был
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ИСТОКИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
1037
создан отнюдь не на пустом месте. Более того,
почвенное отделение биолого-почвенного фа¬
культета включало шесть специализированных
почвенных кафедр и представляло широко изве¬
стную и авторитетную школу почвоведов и агро¬
химиков Московского университета. Она сложи¬
лась в конце XIX - начале XX вв. под руководст¬
вом уже упомянутых профессоров А.Н. Сабанина
и В.В. Геммерлинга. В дальнейшее ее развитие
вложили свой труд и талант их ученики и последо¬
ватели, ставшие известными учеными: Д.Н. Пря¬
нишников, М.М. Филатов, С.А. Захаров, И.П. Жол-
цинский, Е.П. Троицкий, Н.А. Качинский, Н.П. Ре¬
мезов, Н.Н. Сушкина, а позже - Д.Г. Виленский,
С.А. Владыченский, Н.Н. Болышев, Е.В. Ари-
нушкина, А.Г. Гаель, П.Е. Соловьев. В конце
40-х - начале 50-х годов к руководству кафедрами
почвенного отделения пришли Н.С. Авдонин
(1949 г.), Н.А. Красильников (1953 г.), В.Т. Мака¬
ров (1954 г.). С 1953 по 1973 гг. кафедру общего
почвоведения возглавлял выдающийся ученый
член-корреспондент АН СССР В.А. Ковда, со¬
здавший на кафедре геохимическое направление.
В 60-х и 70-х годах многие ученые, создавшие
школу почвоведов Сабанина-Геммерлинга, нача¬
ли уходить из жизни, и на смену им пришло новое
поколение их учеников и последователей. При
этом были обеспечены преемственность разви¬
тия научных направлений и сохранение лучших
демократических университетских традиций в
стиле руководства кафедрами и лабораториями.
На факультете почвоведения заведующими кафед¬
рами и ведущими преподавателями и сотрудниками
стали молодые в те годы ученые: Н.Г. Зырин,
Т.И. Евдокимова, Г.В. Добровольский, А.Д. Во¬
ронин, Б.Г. Розанов, Д.Г. Звягинцев, Д.С. Орлов,
Е.А. Дмитриев, Л.О. Карпачевский, В.Д. Василь¬
евская, Ф.Р. Зайдельман, Е.М. Самойлова,
М.С. Кузнецов, П.Н. Балабко, Ф.А. Тихомиров,
Т.А. Соколова, Л.А. Гришина, Л.А. Воробьева,
И.В. Якушевская, Л.А. Лебедева, Г.Ф. Лебедева,
Т.Г. Мирчинк, И.П. Бабьева, М.М. Умаров,
И.С. Урусевская, М.Н. Строганова, К.Н. Федо¬
ров, Ю.Г. Гельцер. Под их руководством факуль¬
тет прошел за 30 лет достойный путь.
За это время на факультете получили разви¬
тие новые научные направления, выполнены
важные теоретические и прикладные исследова¬
ния. Отметим лишь некоторые из них.
1. С позиций генетического почвоведения на
кафедрах общего почвоведения, географии почв
и химии почв обобщены и существенно развиты
теория и методы изучения морфологии, микро¬
морфологии и минералогии почв. Результаты
этих работ имеют важное значение для генезиса и
диагностики почв.
2. В области химии почв широкую известность
получили исследования органического вещества,
в том числе состава и структуры гуминовых
кислот. Разработанная на кафедре химии почв
кинетическая теория гумификации раститель¬
ных остатков позволяет прогнозировать измене¬
ние состава и запасов гумуса при изменении гид¬
ротермических режимов почв. В области спект¬
ральной отражательной способности почв
получены новые знания, которые могут исполь¬
зоваться при дистанционных методах изучения
почвенного покрова и мониторинга его состоя¬
ния. Выявлены процессы образования, транс¬
формации, развития и перемещения глинистого
материала в почвах, влияния состава глинистых
минералов на емкость катионного обмена, гидро¬
литическую кислотность и другие свойства почв,
определяющие их плодородие.
3. В области физики почв на основе законов
термодинамики разработана концепция струк¬
турно-функциональной организации почв, позво¬
ляющая расчетными методами определять и про¬
гнозировать возможные изменения физического,
особенно - гидрофизического, состояния почв.
4. В области биологии почв существенное раз¬
витие получила почвенная микробиология, осо¬
бенно новый взгляд на почву как на множество
микроэкологических сред обитания, объясняю¬
щий огромную численность, видовое и функцио¬
нальное разнообразие не только микроорганиз¬
мов, но и всей микробиоты почв.
5. На кафедре общего земледелия разработа¬
но учение о неоднородности строения почв и поч¬
венного покрова и вытекающих из него требова¬
ний к достоверности и точности почвенных иссле¬
дований. Систематизированы и введены в
практику изучения почв методы математической
статистики.
6. На кафедрах общего почвоведения, химии
почв и других заметное развитие получили геохи¬
мическое и биогеохимическое направления в поч¬
воведении: изучены биогеохимические циклы би-
офильных элементов в природных зонах России,
составлены карты содержания микроэлементов в
почвах Европейской и частично Азиатской Рос¬
сии, получены новые данные о влиянии кислот¬
ных дождей и промышленных выбросов на свой¬
ства почв и состояние растительности.
7. Разносторонние исследования проведены
факультетом в области генезиса, географии и
картографии почв на территориях СССР, Монго¬
лии, Вьетнама, Сирии и других стран. Результаты
этих исследований изложены в десятках моногра¬
фий и сотнях статей в периодической научной пе¬
чати, в почвенных картах, картах почвенно-гео¬
графического, почвенно-экологического, поч¬
венно-мелиоративного районирования. Цикл
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1038
ДОБРОВОЛЬСКИЙ
работ по почвенно-географическому райониро¬
ванию как основы рационального использования
земельных ресурсов был отмечен в 1984 г. Уче¬
ным советом МГУ Ломоносовской премией пер¬
вой степени. За участие в цикле работ “Почвы
мира: картография, генезис, ресурсы, освоение”,
опубликованных в 1965-1985 гг., сотрудники фа¬
культета В.А. Ковда, Г.В. Добровольский,
Б.Г. Розанов, Е.М. Самойлова, В.Д. Васильев¬
ская, М.Н. Строганова были удостоены в 1987 г.
Государственной премии СССР.
8. Существенное развитие получили на фа¬
культете исследования в области лесного почво¬
ведения. Выявлена специфика пестроты почвен¬
ного покрова под пологом леса как следствие эво¬
люции лесных биогеоценозов. Многолетние
комплексные исследования в долинах рек Рус¬
ской и Западно-Сибирской равнин позволили ус¬
тановить генетические, экологические и геохи¬
мические особенности пойменного почвообразо¬
вания, сформулировать принципы рационального
использования почвенно-растительных ресурсов
в долинах рек.
9. Глубокое развитие получило мелиоратив¬
ное почвоведение, особенно его эколого-гидроло¬
гическое и почвенно-геохимическое направления.
Результаты этих исследований нашли практичес¬
кое применение в оросительных мелиорациях на
черноземах, в дельтах рек аридных районов Ев¬
ропейской России и Средней Азии.
10. Губительное ускорение эрозии почв побу¬
дило организовать в 1982 г. на факультете пер¬
вую в России специальную университетскую ка¬
федру эрозии почв. На ней разработаны теорети¬
ческие основы противоэрозионной стойкости
почв, охраны их в орошаемом земледелии и борь¬
бы с дефляцией легких песчаных и супесчаных
почв на богарных землях. Большое международ¬
ное значение имели работы по созданию научных
основ борьбы с опустыниванием, которые велись
под руководством В.А. Ковды и Б.Г. Розанова, а
ныне продолжаются под руководством Г.С. Куста
и его сотрудников.
Значительным событием в научной жизни фа¬
культета явилась организация в 1996 г. на научно¬
лабораторной базе факультета Института почво¬
ведения МГУ-РАН.
Директором института был назначен акаде¬
мик Г.В. Добровольский, его заместителями ста¬
ли член-корреспондент РАН С.А. Шоба и про¬
фессор Г.С. Куст. Главным научным направлени¬
ем института с момента его появления стало
изучение структурно-функциональной роли почв
в биосфере. Это направление разрабатывается
институтом совместно с кафедрами и лаборато¬
риями факультета почвоведения, академически¬
ми институтами (Институтом проблем экологии и
эволюции им. Н.А. Северцева, Институтом физи¬
ко-химических и биологических проблем почво¬
ведения в Пущино, Институтом географии и др.)
и смежными факультетами МГУ.
Угроза глобального экологического кризиса,
обострившаяся на рубеже XX и XXI веков, вызва¬
ла необходимость изучения и решения самых раз¬
личных экологических проблем, что непосредст¬
венно коснулось и почвоведения, которое по су¬
ти своей всегда было одной из важнейших
экологических естественнонаучных дисциплин.
В связи с этим на факультете и в институте ак¬
тивно развивается экологическое направление в
науке о почве.
Это направление расширяет теоретические ос¬
новы почвоведения и повышает его практичес¬
кую значимость в условиях современной угрозы
глобального экологического кризиса. Становит¬
ся очевидным, что без сохранения почвенного по¬
крова невозможно решать не только проблему
обеспечения человечества продовольствием, но и
сохранить биологическое разнообразие, создан¬
ное эволюцией жизни на Земле за многие милли¬
оны лет.
По этому направлению факультетом и инсти¬
тутом в 1999-2002 гг. проведены крупные между¬
народные и общероссийские научные конферен¬
ции с участием ведущих ученых многих стран ми¬
ра по проблемам опустынивания, деградации
почв, изучения функций почв в биосферно-гео-
сферных системах, генезиса, экологии, мелиора¬
ции и использования гидроморфных почв, эколо¬
гической роли гуминовых веществ в биосфере,
совершенствованию лизиметрических методов
исследования почв. В трудах этих конференций,
монографиях и многочисленных публикациях пе¬
риодической научной печати показано, что почву
следует рассматривать не только как результат
взаимодействия факторов и процессов почвооб¬
разования, но и как активно действующую поли-
функциональную природную систему, обеспечи¬
вающую циклический характер воспроизводства
жизни на Земле.
Несмотря на серьезные финансовые труднос¬
ти в конце XX и начале XXI веков кафедрами и
лабораториями факультета и института проведе¬
ны почвенно-экологические и почвенно-биологи¬
ческие исследования в разных областях и районах
России: на Кольском полуострове, в Централь¬
ном районе России, в Поволжье и Заволжье, на
Северном Кавказе, в Прикаспийской низменнос¬
ти и Дагестане, в тундрах крайнего севера Евро¬
пейской и Азиатской части России, в нефтегазо¬
носных районах западной Сибири и на Камчатке.
Составлены и опубликованы обзорные карты
почвенно-экологического районирования Мира и
Восточно-Европейской равнины, аридных терри¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ИСТОКИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
1039
торий юга России, подвергающихся опустынива¬
нию, агроландшафтная экологическая почвенно¬
мелиоративная карта.
В связи с тем, что более одной трети террито¬
рии России занимают горные ландшафты, важ¬
ное значение имеют исследования особенностей
горного почвообразования. В результате этих ис¬
следований выявлена специфика протекающих в
горных почвах процессов, имеющая существен¬
ное значение для палеогеографии и палеопочво¬
ведения.
Успешно развивается на факультете, особен¬
но в течение последних лет, почвенная микробио¬
логия под руководством профессора Д.Г. Звягин¬
цева. Это нашло отражение в целой серии фунда¬
ментальных монографий и докторских
диссертаций, посвященных экологии и структур¬
но-функциональной организации микробных со¬
обществ, разнообразию и функциям бактерий,
актиномицетов, микроскопических грибов и
дрожжей. Новые знания получены в области
трансформации и баланса в почвах и биоценозах
азота и углерода с учетом процессов ассоциатив¬
ной азотфиксации.
Все большее внимание в последние годы уде¬
ляется на факультете проблеме антропогенного,
в том числе химического, агрохимического и ра¬
диоактивного загрязнения почв под руководст¬
вом профессора Д.С. Орлова и академика
РАСХН В.Г. Минеева. Систематизированы и
обобщены данные по загрязнению и нормирова¬
нию содержания в почвах токсичных веществ, а
также совершенствованию методов их определе¬
ния и дезактивации. Экологическая агрохимия
стала важнейшим направлением в научной дея¬
тельности кафедры агрохимии.
В связи с нарастанием техногенного загрязне¬
ния атмосферы важное значение имеет выполне¬
ние в последние годы исследования газовой фазы
почв, в том числе эмиссии из почв диоксида угле¬
рода, метана и закиси азота. На основе экспери¬
ментальных исследований и обобщения литера¬
турных материалов на кафедрах физики и мелио¬
рации почв, химии и биологии почв дана
количественная оценка экологической функции
педосферы как важнейшего резервуара, источни¬
ка и стока для газообразных веществ природного
и антропогенного происхождения.
Показано, что эмиссия диоксида углерода из
почв составляет более 30% от суммы всех источ¬
ников этого газа на планете. Это подтверждает
положение о том, что почва является важнейшим
фактором регулирования состава и современного
состояния атмосферы.
Совершенно новой почвенно-экологической
проблемой, возникшей под влиянием урбаниза¬
ции, стало изучение специфики генезиса, свойств,
экологии и систематики городских почв. Это на¬
правление успешно развивается на кафедре гео¬
графии почв под руководством профессора
М.Н. Строгановой. На основе проведенных ис¬
следований, в том числе города Москвы, опубли¬
кованы первые методики, инструкции и моногра¬
фии, посвященные городским почвам.
Ценным вкладом в систематику и диагности¬
ку почв России явились микроморфологичес-
кие исследования почв, выполненные под руко¬
водством профессора С.А. Шобы совместно с
сотрудниками географического факультета
МГУ (М.И. Герасимова) и почвенного институ¬
та в г. Пущино (С.В. Губин). Результаты этих
исследований опубликованы в 90-х годах в двух
фундаментальных богато иллюстрированных
монографиях на русском и английском языках.
О высоком уровне и разнообразии ведущихся
на факультете и институте научных исследова¬
ний свидетельствует публикации многих моно¬
графий и сотен статей в периодической научной
литературе. Для подтверждения этого положе¬
ния приведем далеко не полный перечень моно¬
графий (помимо уже упомянутых), изданных в
1999-2002 гг.:
- 1999 г. - “Структурно-функциональная роль
почв в биосфере”, “Опустынивание: принципы
эколого-генетической оценки и картографи¬
рования”, “Оценка экологического состояния
почвенно-земельных ресурсов в зонах влияния
промышленных предприятий”, “Газовая фаза
почв”;
- 2000 г. - “Сохранение почв как незаменимого
компонента биосферы”, “Пески и песчаные
почвы России”;
- 2001 г. - “Теоретические и методологические
проблемы почвоведения”, “Экология актино-
мецетов”, “Матричная организация почв”, “Ге¬
незис и диагностическое значение новообразо¬
ваний в почвах лесной и лесостепной зон”,
“Полевые и лабораторные методы исследова¬
ния физических свойств и режимов почв”;
- 2002 г. - “Деградация и охрана почв”, “Эро¬
зия почв лесостепной зоны центральной
России”, “Регуляторная роль почв и функ¬
ционирование таежных экосистем”, “Отра¬
жательная способность почв”, “Структура
бактериальных сообществ почв”, “Пироген¬
ная и гидротермическая деградация торфяных
почв”, “История и состояние агрохимии на ру¬
беже ХХ-ХХ1 веков”.
Признанием высокого уровня научных иссле¬
дований на факультете и в институте почвоведе¬
ния явилось присуждение Государственной премии
в области науки и техники за 2001 г. Г.В. Добро-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1040
ДОБРОВОЛЬСКИЙ
Вольскому, Ф.Р. Зайдельману, Д.Г. Звягинцеву,
Л.О. Карпачевскому, Е.Д. Никитину, Д.С. Орло¬
ву, И.С. Урусевской, В.Г. Минееву за цикл работ
“Функционально-экологические основы изуче¬
ния, охраны, повышения плодородия почв и раци¬
ональное использование почвенных ресурсов”.
Премия И.И. Шувалова (МГУ) присуждена в
1998 г. Г.С. Кусту за работу “Опустынивание и
эволюция почв засушливых территорий”. Пре¬
мия имени В.Р. Вильямса (ТСХА) присуждена в
1990 г. М.С. Кузнецову за учебник “Эрозия и ох¬
рана почв”, а в 2002 г. он же удостоен Ломоносов¬
ской премии за работу “Моделирование, прогно¬
зирование и предупреждение водной эрозии
почв”.
Премии имени В.Р. Вильямса удостоены в 1999 г.
Г.В. Добровольский и Е.Д. Никитин за книгу
“Экологические функции почв в биосфере и на¬
земных экосистемах”, в 2001 г. Е.В. Шеин за цикл
работ “Структура почвы как основа ее агрофизи¬
ческой оценки”, Л.Ф. Смирнова за книгу “Пески и
песчаные почвы России” и А.И. Позднякова за
монографию “Полевая электрофизика в почво¬
ведении, мелиорации и земледелии”.
Высокими научными наградами и поощри¬
тельными грантами отмечены за последние годы
преподаватели и научные сотрудники не только
старшего поколения, но и молодые сотрудники
факультета. Гранты Президента Российской Фе¬
дерации для поддержки научных исследований
молодых докторов наук присуждены профессо¬
рам Г.С. Кусту и С.Я. Трофимову.
Лауреатом премии Европейской Академии для
молодых ученых за цикл работ “Диагностика ги-
дроморфных почв и целесообразность их осуше¬
ния” стал в 1996 г. научный сотрудник факульте¬
та почвоведения И.В. Ковалев. В 2001 г. лауреа¬
том премии РАН для молодых ученых стал
доцент А.В. Смагин за исследования “Структур¬
но-функциональной организации почвенных био¬
физических систем”. В 2002 г. научному сотруд¬
нику Н.О. Ковалевой присуждена премия и ме¬
даль РАН для молодых ученых за работу “Почвы
как индикатор изменений климата Высокой Азии
за последние тридцать тысяч лет”.
Одной из лучших традиций Московского уни¬
верситета является тесная органическая связь на¬
учной и учебной работы. Более того, научно-иссле¬
довательская работа преподавателей и научных
сотрудников является основой совершенствова¬
ния подготовки специалистов с учетом современ¬
ного состояния науки. Важнейшим принципом
построения учебного плана служит стремление
обеспечить своим выпускникам широкое, под¬
линно университетское образование и одновре¬
менно глубокое знание специальных дисциплин.
Важное значение в этом плане имеет системати¬
ческая работа Учебно-методического объеди¬
ненного Совета Университетов России по почво¬
ведению, возглавляемого деканом факультета
почвоведения МГУ и его заместителем профессо¬
ром Е.В. Шеиным.
С 1979 г. на факультете работает семинар по
теоретическим проблемам почвоведения, в кото¬
ром принимают участие сотрудники разных науч¬
но-исследовательских институтов и высших учеб¬
ных заведений Москвы и Подмосковья.
За 30 лет факультет почвоведения подготовил
более 2000 почвоведов-агрохимиков со специали¬
зацией по разным направлениям почвоведения,
агрохимии и почвенной микробиологии. Препо¬
давателями и сотрудниками факультета написано
и опубликовано более 200 учебников и учебных
пособий, многие из которых стали базовыми для
университетов и высших учебных заведений, ве¬
дущих подготовку специалистов в области почво¬
ведения, агрохимии, биологии, географии, земле¬
делия, лесоведения, экологии и других смежных
дисциплин.
Большая работа ведется на факультете по под¬
готовке и квалификационной оценке специалис¬
тов высшей квалификации. Ежегодно аспиранту¬
ру оканчивает 25-30 человек. На факультете ра¬
ботает три специализированных Совета по
присуждению ученых степеней доктора и канди¬
дата наук по специальности почвоведение, агро¬
химия, агрофизика, микробиология. На заседаниях
советов защищено более 100 докторских и около
700 кандидатских диссертаций. Многие выпуск¬
ники факультета, аспиранты и докторанты и за¬
щитившие на его советах диссертации ученые
стали руководителями научных и высших учеб¬
ных заведений, заведующими кафедрами и про¬
фессорами, руководителями производственных
учреждений и ведомств в разных отраслях госу¬
дарственной и хозяйственной деятельности.
Учитывая современную потребность в специа¬
листах новых профилей, факультет организовал
в 2002 г. новые кафедры: кафедру земельных ре¬
сурсов и оценки почв во главе с профессором
А.С. Яковлевым и кафедру агроинформатики во
главе с профессором Д.М. Хомяковым. Посте¬
пенно обновляется и состав заведующих ранее со¬
зданных кафедр. В девяностых годах прошлого и
первых годах нынешнего века заведующими ка¬
федрами стали профессора С.А. Шоба (кафедра
географии почв), А.С. Владыченский (кафедра
общего почвоведения), Е.В. Шеин (кафедра фи¬
зики и мелиорации почв), С.Я. Трофимов (кафед¬
ра химии почв), П.Н. Балабко (кафедра общего
земледелия), А.И. Щеглов (лаборатория радиоло¬
гии почв). Все вновь избранные по конкурсу заве¬
дующие кафедрами и лабораториями - воспитан¬
ники Московского университета. Многие про¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ИСТОКИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
1041
фессора и преподаватели факультета удостоены
почетных званий заслуженных профессоров и
преподавателей, лауреатов Ломоносовской и Шу¬
валовской премий Московского университета за
педагогическую деятельность.
Факультет почвоведения относится к числу не¬
больших факультетов Московского университе¬
та. Тем более важно отметить, что в составе его
преподавателей и сотрудников работают заслу¬
женные деятели науки Российской Федерации,
академики и члены-корреспонденты Российской
академии наук и Российской академии сельскохо¬
зяйственных наук, члены общественных акаде¬
мий наук - Российской академии естественных
наук, Международной академии наук высшей
школы. На факультете работают лауреаты Госу¬
дарственных премий СССР и России, лауреаты
золотых медалей имени В.В. Докучаева, К.К. Ге-
дройца, Ломоносовских и Шуваловских премий
МГУ, премий им. Д.Н. Прянишникова, В.Р. Виль¬
ямса, С.Н. Виноградского, П.Л. Капицы. На фа¬
культете сложились ведущие научные школы в
области эколого-генетических почвенных иссле¬
дований (руководитель Г.В. Добровольский), хи¬
мии почв (руководитель Д.С. Орлов), биологии
почв (руководитель Д.Г. Звягинцев).
Отмечая заслуги и достижения факультета к
250-летию Московского университета, нельзя не
сказать, что длительное время, особенно в по¬
следние 10-15 лет, факультет испытывал значи¬
тельные трудности финансового плана и особен¬
но с обновлением лабораторно-аналитического
оборудования. Лучше обстояло дело с компьюте¬
ризацией исследовательской и учебной работы,
но это не исчерпывало общей недостаточности
научного и технического оснащения факультета.
Лишь в самое последнее время на основе решений
правительства Российской Федерации в связи с
250-летним юбилеем создания Московского уни¬
верситета состояние научно-технического осна¬
щения факультета начинает улучшаться.
В перспективе необходимо дальнейшее разви¬
тие на факультете фундаментальных и приклад¬
ных научных исследований по основным направ¬
лениям почвоведения, особенно - комплексного,
системного изучения свойств и функций почв на
всех уровнях их организации - от элементарных
почвенных частиц и типов - до почвенного покро¬
ва Земли как неотъемлемой части ее биосферы.
Это возможно лишь на основе перехода на новый,
значительно более высокий уровень приборно¬
аналитического обеспечения и более полного ис¬
пользования современных методов математичес¬
кого и физического (в широком смысле слова)
моделирования почвенных процессов. Обяза¬
тельным условием для этого должно быть расши¬
рение сотрудничества факультета с другими фа¬
культетами Московского университета и близки¬
ми по тематике институтами Российской
академии наук.
Рассматривая современное состояние почвове¬
дения в Московском университете, необходимо
сказать о том, что наука о почве получила достой¬
ное развитие не только на факультете почвоведе¬
ния, но и на географическом факультете.
В 1946 г. в связи с потребностью в первые по¬
слевоенные годы в специалистах почвоведах-кар-
тографах на географическом факультете Мос¬
ковского университета была открыта кафедра
географии и картографии почв. Основателем и
первым заведующим этой кафедрой стал акаде¬
мик И:П. Герасимов - выдающийся ученый гео¬
граф и почвовед (заведовал кафедрой в 1946-
1949 и в 1954-1959 гг.). Со свойственной ему ши¬
ротой подхода к изучению природных условий и
географии почвенного покрова на кафедре раз¬
вернулись почвенно-географические работы по
изучению и картографированию почв на целин¬
ных и залежных землях в Сибири, Казахстане, на
Дальнем Востоке, Крайнем Севере, в централь¬
ных районах Европейской России и в Прикаспий¬
ской низменности. К научной работе и преподава¬
тельской деятельности были привлечены извест¬
ные ученые и специалисты, в том числе
профессор Ю.А. Ливеровский (заведовал кафед¬
рой с 1949 по 1953 гг.), профессор М.А. Глазов-
ская (заведовала кафедрой с 1959 по 1987 гг.), до¬
центы Н.Н. Розов, Л.С. Долгова, опытные препо¬
даватели Н.П. Лебедев, А.В. Гедымин и др.
На основе экспедиционных почвенно-геогра¬
фических исследований были составлены разно¬
масштабные почвенные карты и атласы ряда ре¬
гионов страны (Целинный и Алтайский края, Тю¬
менская обл.), а также обзорные почвенные
карты Советского Союза, разработаны методики
составления почвенных карт различного масштаба.
Профессором Ю.А. Ливеровским были пред¬
ложены существенные уточнения в определении
важнейших почвенно-географических понятий
(зональность и другие закономерности распрост¬
ранения почв), изучены и вскрыты особенности
генезиса и географии почв Крайнего Севера,
Дальнего Востока, Камчатки.
Широкую известность приобрели созданные
на кафедре учебники И.П. Герасимова и
М.А. Глазовской “Основы почвоведения и гео¬
графии почв” (1960 г.), Ю.А. Ливеровского “Поч¬
вы СССР” (вып.1,1965 г.).
В 1959 г. заведующей кафедрой стала
М.А. Глазовская- замечательный ученый и педа¬
гог, талантливый последователь основателя уче¬
ния о геохимических ландшафтах - академика
Б.Б. Полынова. С ее приходом на кафедру начали
2 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1042
ДОБРОВОЛЬСКИЙ
существенно меняться направления научной ра¬
боты и подготовки студентов и аспирантов. Наря¬
ду с продолжением исследований в области гео¬
графии почв, все больше внимания стали уделять
проблемам геохимии ландшафтов, изучению ро¬
ли геохимических процессов в генезисе и геогра¬
фии почв, в их систематике и классификации. На
кафедре развернулись ландшафтно-геохимичес¬
кие исследования, применение последних для по¬
иска полезных ископаемых, составления ланд¬
шафтно-геохимических карт.
На кафедре все большее место стали занимать
лекционные курсы и практические занятия по об¬
щей теории геохимии ландшафтов, геохимии
крупных природных регионов, методам почвен¬
но-геохимических исследований. Соответственно
по этим направлениям были подготовлены и
опубликованы учебники и учебные пособия, в
том числе “Геохимия ландшафтов” А.И. Перель¬
мана (1961,1966, 1975 гг.), “Геохимия природных
и техногенных ландшафтов СССР” М.А. Глазов-
ской (1988 г.).
Кроме штатных сотрудников кафедры к учас¬
тию в ее работе приглашались (в порядке совмес¬
тительства) известные ученые и специалисты
почвоведы, геохимики, минералоги из других уч¬
реждений и вузов (А.И. Перельман, Н.Н. Розов,
В.В. Добровольский, И.А. Соколов и др.).
Усиление на кафедре ландшафтно-геохимиче¬
ских исследований и введение в учебный план
лекций по этой тематике отнюдь не значило, что
меньше внимания стало уделяться проблемам ге¬
ографии почв. Как и ранее на кафедре продолжа¬
лась учебная и научная деятельность по общим
проблемам географии почв, разным разделам ге¬
незиса, географии, эволюции и картографии
почв, региональной географии.
Широко известны фундаментальные учебники
М.А. Глазовской “Почвы мира” (т.1 и 2,1972-73 гг.),
“Почвы зарубежных стран” (1983 г.), “Общее
почвоведение и география почв” (1981 г.). В 1987 г.
вышел учебник М.И. Герасимовой “География
почв СССР”, а в 1995 г. - новый учебник
М.А. Глазовской и А.Н. Геннадиева “География
почв с основами почвоведения”.
Среди научных монографий, опубликованных
в эти годы в области генезиса и географии почв,
следует упомянуть монографию А.Н. Геннадиева
“Почвы и время: модели развития” (1990 г.). Она
посвящена проблемам эволюционной географии
почв, теоретическим и прикладным аспектам изу¬
чения эволюции почвенного покрова Русской
равнины и Северного Кавказа.
С 1987 г. заведующим кафедрой и с 1990 г. де¬
каном географического факультета стал доктор
географических наук, профессор Н.С. Касимов,
выпускник географического факультета. В 2000 г.
он был избран членом-корреспондентом РАН.
Основным направлением его научной работы яв¬
ляется геохимия ландшафтов, особенно геохимия
степей и пустынь Евразии, как в настоящее вре¬
мя, так и в прошлые геологические эпохи, а так¬
же геохимия техногенных ландшафтов. Обобще¬
ние проведенных исследований позволило обос¬
новать учение о палеогеохимии ландшафтов
степей, показать роль почвообразования в про¬
цессах континентального литогенеза.
В 1999 г. опубликована фундаментальная мо¬
нография - пособие А.И. Перельмана и Н.С. Ка¬
симова “Геохимия ландшафта”. По сравнению с
предыдущим изданием (1975 г.) она дополнена
разделами геохимии техногенных ландшафтов -
городов, горнопромышленных, сельскохозяйст¬
венных территорий, загрязненных ракетным топ¬
ливом; уделено внимание также геохимии акваль-
ных ландшафтов.
В связи с расширяющимся промышленным за¬
грязнением почв и ландшафтов, особенно отхода¬
ми добычи угля, нефти и газа на кафедре органи¬
зовано исследование техногенно-измененных
почв. Вопросами геохимии технопедогенеза пло¬
дотворно занималась Н.П. Солнцева. Очень акту¬
альным оказались начатые еще в 1961 г. под ру¬
ководством проф. В.Н. Флоровской исследования
полициклических ароматических углеводородов
(ПАУ). Материалы действующей ныне на кафед¬
ре под руководством А.Н. Геннадиева и Ю.И. Пи-
ковского Лаборатории углеродистых веществ
биосферы обобщены в монографии “Геохимия
полициклических ароматических углеводородов
в горных породах и почвах” (1996 г.). Изложен¬
ные в монографии результаты многосторонних
исследований ПАУ дали основание авторам не
только указать на экологическую опасность со¬
держания ПАУ в почвах, но и высказать предпо¬
ложение, что ПАУ могут стать ключом к расши¬
фровке процессов нефтеобразования и почвооб¬
разования.
Непрерывная и последовательная работа ка¬
федры в области географии почв позволила в
1995 г. сотрудникам кафедры И.П. Гавриловой,
М.И. Герасимовой, М.Д. Богдановой при участии
Н.П. Лебедева опубликовать под редакцией
М.А. Глазовской новую “Почвенную карту Рос¬
сийской Федерации и сопредельных государств”
масштаба 1 : 4000000 для высших учебных заве¬
дений. На этой карте нашли отражение материа¬
лы почвенно-географических исследований, про¬
веденных за 40 лет после выхода в свет подобной
же карты, составленной Н.Н. Розовым и Е.В. Ло¬
бовой в 1954 г. Новая карта получила очень высо¬
кую оценку специалистов.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ИСТОКИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВОВЕДЕНИЯ
1043
Успешное развитие на кафедре исследований
в обдасти геохимии ландшафтов и все большая
потребность подготовки специалистов в этом на¬
правлении послужили основанием и для измене¬
ния названия кафедры, которая с 1974 г. стала на¬
зываться кафедрой Геохимии ландшафтов и гео¬
графии почв.
С научно-методологических позиций несо¬
мненный интерес имеет вопрос о соотношении и
взаимосвязях геохимии ландшафтов и географии
почв как самостоятельных направлений в совре¬
менном естествознании. Этому вопросу посвяще¬
на недавно опубликованная работа Н.С. Касимо¬
ва и А.Н. Геннадиева “Геохимия ландшафтов и
география почв: основные концепции и подходы”
(“Вестник Московского университета”, сер. гео¬
граф., 2005, № 2). В ней убедительно показано,
что геохимия ландшафтов и география почв - две
родственные отрасли знания, которые методоло¬
гически и концептуально дополняют друг друга,
решая сходные задачи познания окружающего
мира.
В заключение настоящего обзора следует ска¬
зать, что на протяжении всего исторического пу¬
ти развития почвоведения в Московском универ¬
ситете исключительно благоприятное влияние на
него имела сама полидисциплинарная структу¬
ра университета, позволявшая вести теоретиче¬
ские и практические исследования почв как
особых природных тел на разных кафедрах и
факультетах, используя самые разносторонние
методы полевых и лабораторно-аналитических
исследований, а также новейшие достижения
смежных с почвоведением естественных и гума¬
нитарных наук.
History of the Development and the Modern Status of Soil Science
at Moscow State University
(On the 250th Anniversary of Moscow State University)
G. V. Dobrovol’skii
Institute of Soil Science, Moscow State University; Russian Academy of Sciences,
Leninskie gory; Moscow, 119899 Russia
Received March 23, 2005
Abstract—The development of soil science at Moscow State University from its foundation up to the present
time is reviewed. It is concluded that the multidisciplinary structure of the university has favored the multifac¬
eted development of pedology as a science at the interface of different natural sciences.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№ 9
2005
2*
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1044-1053
ГЕНЕЗИС
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И УЧЕНИЕ О ПОЧВЕННЫХ ЭКОФУНКЦИЯХ
© 2005 г. Е. Д. Никитин
Музей землеведения МГУ им. М. В Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 22.02.2005 г.
Обосновывается интегральное понимание экологии почв, в которой в качестве основных направле¬
ний выделяется факторная экология, учение об экофункциях почв и сохранение почв как незамени¬
мого компонента биосферы. В качестве основных задач факторной экологии почв рассматривают¬
ся: равноправное изучение естественных и антропогенных факторов почвообразований, углублен¬
ное исследование недостаточно изученных естественных факторов (неотектоника, наследование
реликтового профиля и др.), детализация и совершенствование классификации факторов и их каче¬
ственно-количественной оценки. К актуальным задачам учения о почвенных экофункциях относят¬
ся: систематизированное исследование отдельных экологических функций почвы и экофункций
различных видов почв, всестороннее изучение этносферных и социосферных функций почв и др.
Злободневными проблемами сохранения почв как компонента биосферы являются: философско-
методологическое обоснование новой парадигмы охраны почв и биосферы, разработка научной ба¬
зы полнокомплексной системы сохранения и восстановления почв, развитие особой охраны почв
как нового природо- и почвоохранного направления, создание красных книг почв и комплексной
красной книги биосферы - ноосферы и др.
Экологизация современного знания и науки
ощутимо затронула и почвоведение, одним из яр¬
ких свидетельств чего является учение об эколо¬
гических функциях почв, разработанное ведущи¬
ми учеными Московского государственного уни¬
верситета им. М.В. Ломоносова во главе с
академиком РАН Г.В. Добровольским [5-8, 12,
18-29, 35-37]. Однако, несмотря на экологичес¬
кий бум в естествознании, а также в гуманитар¬
ных и технических науках, до сих пор сохраняется
значительная неопределенность в использовании
исходных базовых понятий, связанных с терми¬
ном “экология” [14]. Это в полной мере касается
и почвоведения.
Так, до настоящего времени не существует
сколько-нибудь ясной определенности в трактов¬
ке понятия “экология почв”. Достаточно долгое
время оно отождествлялось с учением о факторах
почвообразования [1,33], являясь фактически его
аналогом. Такой подход оправдал себя, по¬
скольку позволил более углубленно исследо¬
вать влияние различных почвообразователей на
формирование почвенных тел и их пространст¬
венно-временную динамику. Однако на сегодня
он является, на наш взгляд, недостаточным.
Причина данной недостаточности заключает¬
ся прежде всего в возникающей понятийной разо¬
рванности учения о факторах почвообразования
и экологических функциях почв. В то же время
данные учения теснейшим образом сопряжены
друг с другом, поскольку совместно отражают
прямую и обратную связь (рисунок) в системе вза¬
имодействия почвы с различными почвообразо-
вателями и компонентами биосферы и социосфе¬
ры. Поэтому ясно, что объем понятия экология
почв должен быть существенно расширен.
Это расширение вполне согласуется с эволю¬
цией смыслового содержания термина “эколо¬
гия”, введенного в научный оборот в 60-е гг.
XIX в. немецким биологом Эрнстом Геккелем, у
которого он имел поначалу зоологическую окра¬
ску. “Под экологией, - писал он, - мы подразуме¬
ваем науку об экономии, домашнем быте живот-
Прямые (7) и обратные (2) связи почв с геосферами
Земли.
1044
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И УЧЕНИЕ О ПОЧВЕННЫХ ЭКОФУНКЦИЯХ
1045
Схема 1. Актуальные проблемы развития интегральной экологии почв
ных организмов. Она исследует общие отноше¬
ния животных как к их неорганической, так и к их
органической среде, их дружественные и враж¬
дебные отношения к другим животным и расте¬
ниям, с которыми они вступают в прямые или не¬
прямые контакты, или, одним словом, все те запу¬
танные взаимоотношения, которые Дарвин
условно обозначил как борьбу за существование”
(История биологии с древнейших времен до нача¬
ла XX века. М., 1972. С. 413. Цит. по [14]). В даль¬
нейшем объектом экологических исследований
стали все живые организмы, а также внутриорга-
низменные и надорганизменные биологические
структуры.
Если внимательно посмотреть на первона¬
чальное определение экологии Геккеля, то ста¬
нет ясно, что целевой установкой данной науки
сразу же стало изучение отношений (взаимодей¬
ствий) организма и среды. А объективное изуче¬
ние любого взаимодействия всегда предполагает
исследование как прямой, так и обратной связей в
системе объект - окружающая среда. Поэтому в
целом экологию почв (или, другими словами, ин¬
тегральную экологию почв) в самом общем виде
можно определить как междисциплинарную на¬
уку, изучающую весь спектр участия различных
факторов почвообразования в формировании,
динамике и эволюции почв и всю совокупность
почвенных экофункций с ответным воздействием
на почвообразователи и поддержанием их функ¬
ционирования и развития. Кроме того, следует
принять во внимание, что в настоящее время тер¬
мин “экология” почти всегда сопрягается с про¬
блемами охраны окружающей среды как слож¬
ной планетарной системы. Поэтому в экологию
почв есть все основания включить и учение о со¬
хранении почв как незаменимого компонента би¬
осферы. Таким образом, суммарно, экология
почв (интегральная экология почв) оказывается
состоящей из трех взаимосвязанных блоков -
учения о факторах почвообразования (факторная
экология или собственно экология почв) и учений
о почвенных экофункциях и сохранении почв как
незаменимого компонента биосферы [25].
Рассмотрим основные направления и задачи
развития экологии почв вообще и учения о поч¬
венных экофункциях в особенности (схема 1).
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1046
НИКИТИН
Схема 2. Факторы почвообразования и динамики почв
Традиционное направление - это учение о
факторах почвообразования или факторная эко¬
логия (собственно экология почв). Несмотря на
давность постановки основных проблем здесь
много нерешенных или недостаточно разрабо¬
танных вопросов. Так, в ретроспективном срезе
просматривается явная несбалансированность
изучения естественных и антропогенных факто¬
ров почвообразования.
Если обратиться к обобщающим работам по
почвоведению, то во многих случаях видна чрез¬
мерная генерализация представлений о ведущих
почвообразователях. Например, в учебниках по
общему почвоведению и географии почв обычно
характеризуются “классические” универсальные
факторы: климат, почвообразующие породы,
живые организмы, рельеф, время. В то же время
ясно, что антропогенное воздействие на почвы
давно стало в той или иной форме всеобщим и
должно постоянно рассматриваться и основатель¬
но анализироваться в сводном ансамбле факто¬
ров почвообразования.
Поэтому не случайно вся совокупность почво-
образователей нами подразделяется на две равно¬
правные категории: естественные и антропоген¬
ные факторы (схема 2).
Слишком долгая “зацикленность” факторной
экологии почв на изучении естественных почво- ,,
образователей обусловила не только однобо¬
кость реальной картины формирования и прост¬
ранственно-временной динамики почв, но и одно¬
сторонность парадигмальных установок в
исследовании реальных почвенных профилей и
конструировании программ их изучения. Эти про¬
граммы нередко игнорируют реальную судьбу
почв, обязательно сопряженной с деятельностью
человека, который как фактор почвообразова¬
ния весьма разнообразен и разнопланов (схема 2).
Отсутствие должного внимания к педоантро-
погенезу приводит к неэффективности многих
почвенно-экологических исследований. Особен¬
но это касается почв и экосистем заповедных тер¬
риторий. Весьма часто происходит автономное
изучение свойств и динамики ненарушенных почв
особо охраняемых территорий без сопоставления
их с почвами прилегающих освоенных и изменен¬
ных человеком пространств. В результате утра¬
чивается важнейшая информация, так необходи¬
мая для уяснения реальной картины антропоген¬
ного воздействия на почвенный покров и
биосферу.
Важной задачей факторной экологии оказы¬
вается углубленное изучение недостаточно иссле-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И УЧЕНИЕ О ПОЧВЕННЫХ ЭКОФУНКЦИЯХ
1047
Схема 3. Основные атмосферные факторы почвообразования
дованных факторов почвообразования, геогра¬
фии и механизмов их трансформации почвенны¬
ми системами. Показателен в этом отношении
климат, являющийся всего лишь одной из харак¬
теристик атмосферы, воздействие которой на
почвы разнообразно и многоаспектно (схема 3).
Поэтому правильнее при перечне универсальных
факторов вместо климата употреблять понятие
“атмосферные факторы почвообразования” и
изучать в полном объеме взаимодействие атмо¬
сферы и почв. В определенной мере подобный
пересмотр должен коснуться представлений и о
других привычных для слуха и ума почвообразо-
вателей.
Так, мы мало задумываемся над тем, что поня¬
тие почвообразующих пород как всеобщего фак¬
тора почвообразования так же не охватывает со¬
бой все основные аспекты воздействия геологи¬
ческих процессов на формирование почвенных
систем, ибо это понятие статично и не предпола¬
гает, например, обязательного учета неотектони¬
ки, в той или иной степени широко влияющей на
формирование почв. Во многих случаях именно
неотектонические процессы определяют совре¬
менную динамику почвенных тел. С этим обстоя¬
тельством пришлось столкнуться при изучении
таежных почв Западной Сибири [20]. Нами на¬
блюдалось, как новейшие движения земной коры
в Кеть-Тымском Приобье обусловливают яркие
изменения болотных и гидроморфных почв в сто¬
рону их разболачивания или дальнейшей интенси¬
фикации гидроморфизма. Это позволило использо¬
вать почвы пограничных суходольно-болотных
местообитаний в качестве диагностических ин¬
формативных реперов, дающих возможность вы¬
явить тенденции дальнейшего развития почвен¬
ных профилей. Ранее другими авторами отмеча¬
лось отчетливое воздействие неотектоники на
почвообразование в других районах таежной зо¬
ны [32].
Сказанное свидетельствует о необходимости
детализации естественных факторов почвообра¬
зования и их углубленных исследований с после¬
дующими специальными монографическими
обобщениями, дающими новые прорывы в поч¬
воведении. Достаточно напомнить известный
труд И.А. Соколова “Вулканизм и почвообразо¬
вание” (1972), открывший целый мир вулканоген¬
ных почв. Весьма актуальны другие подобные ис¬
следования, например, “Неотектоника и почвооб¬
разование”.
Необходимость всесторонних исследований
воздействий факторов почвообразования во мно¬
гом диктуется учением о почвенных экологичес¬
ких функциях (схемы 1, 4), теснейшим образом
связанным с факторной экологией почв. Кратко
рассмотрим некоторые задачи данного учения на
современном этапе его развития.
Прежде всего следует обратить внимание на
необходимость общей интенсификации исследо¬
ваний почвенных экофункций различных катего¬
рий и видов. Об этом приходилось писать неодно¬
кратно. Подвижки здесь есть, но их необходимо
активизировать. В качестве примера такой акти¬
визации можно отметить монографическое ис¬
следование В.Г. Минеева “Агрохимия и экологи¬
ческие функции калия” [17].
В аналогичном ключе сделан ряд разделов
коллективных монографий “Структурно-функ¬
циональная роль почв в биосфере” [35] и “Струк¬
турно-функциональная роль почв и почвенной
биоты в биосфере” [36] под редакцией Г.В. Доб¬
ровольского.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1048
НИКИТИН
Схема 4. Основные экологические функции почвы
Однако эти коллективные монографии, явив¬
шиеся значительным событием не только в оте¬
чественном, но и мировом почвоведении, не мо¬
гут полностью закрыть собой белые пятна и не¬
достаточно проработанные разделы в учении о
функциях почв в биосфере и экосистемах. Дан¬
ные труды необходимо предполагают появление
авторских монографических исследований, а так¬
же подготовку кандидатских и докторских дис¬
сертаций по рассматриваемой сверхактуальной
проблеме. Ведь на повестке дня стоят и ждут сво¬
его решения такие злободневные задачи, как сис¬
тематизированное исследование отдельных есте¬
ственных экологических функций почв и эко¬
функций почвенных разностей, выявление и
изучение зонально-региональной дифференциа¬
ции экологических функций почвенного покрова,
всестороннее изучение этносферных и социо-
сферных функций почв и др. (схеме 1,4).
Коснемся вопроса о необходимости усиления
междисциплинарных контактов при изучении
экологических функций почв, от успешной разра¬
ботки которого во многом зависит повышение
статуса почвоведения как фундаментальной на¬
уки.
Находясь в центре соприкосновения и взаимо¬
действия всех приповерхностных геосфер Земли,
почва оказалась планетарным узлом экологичес¬
ких связей с многочисленным глобальными
функциями, деградация которых чревата самыми
тяжелыми последствиями для цивилизации. В по¬
следние десятилетия это все более прочувствова¬
но осмысливается нашими коллегами - родствен¬
никами по естествознанию - геологами, геогра¬
фами, биологами. Поэтому учение о почвенных
экофункциях, возникшее в почвоведении, суще¬
ственно повлияло на оформление и развитие ис¬
следований по экологическим функциям других
геосфер [26-30, 39-42]. Наиболее ярким приме¬
ром такого влияния оказалось появление фунда¬
ментальной коллективной монографии “Эколо¬
гические функции литосферы” [39].
Вместе с тем выяснилось, что подход, приме¬
ненный почвоведами при выявлении и изучении
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И УЧЕНИЕ О ПОЧВЕННЫХ ЭКОФУНКЦИЯХ
1049
экофункций почв и педосферы не может быть
механически использован для функционального
описания других геосфер специалистами из смеж¬
ных с почвоведением наук. Здесь необходимо тес¬
ное творческое взаимодействие сходных базовых
наук о Земле с разработкой единой программы
изучения экофункций различных геосфер Земли
с предварительной выработкой общих понятий, в
том числе философско-методологического ха¬
рактера. Тогда появится необходимое взаимопо¬
нимание и единый научный язык. Но важнейшим
условием здесь оказывается реальное получение
почвоведением статуса фундаментальной науки с
признанием его таковым всем научным сообще¬
ством, а не только самими почвоведами. Поясним
тезис о необходимости усиления фундаменталь¬
ности почвоведения более подробно.
Как известно, положение о том, что почвове¬
дение относится к числу фундаментальных есте¬
ственных наук о Земле наряду с геологией, био¬
логией, географией и др. в общем-то мало кем ос¬
паривается. Но удельный вес фундаментальных
почвенных исследований, обеспеченность почво¬
ведения базовыми научными, производственны¬
ми, учебными учреждениями и кадрами и воз¬
можностями публикаций капитальных изданий
были и остаются явно недостаточными.
Во многом это связано с продолжающимся не¬
допониманием значимости почвоведения в общей
системе землеведения и изучения Земли и ее ре¬
сурсов как единого целого с “равноправным” ис¬
следованием всех компонентов. Представление о
почве, в том числе и у лиц, принимающих ответ¬
ственные решения на государственном уровне,
продолжает оставаться главным образом утили¬
тарным, окрашенным, в основном, в агрономиче¬
ские тона.
Не отрицая всей значимости почвы как основ¬
ного средства сельскохозяйственного производ¬
ства и необходимости дальнейшего развития аг-
ропочвенных работ, мы в то же время подчерки¬
ваем, что экологическое значение почвы
выходит далеко за сельскохозяйственные рамки.
В связи с этим требуется серьезное переосмысле¬
ние роли почвоведения, что является одним из
важных условий его фундаментализации на деле.
Прежде всего необходимо уяснить, что без при¬
обретения почвоведением равноправного наряду
с другими науками о Земле реального статуса
фундаментальной науки и развития его в соответ¬
ствующем направлении интегральная природо¬
ведческая наука будет страдать неполнотой до¬
бываемого знания и неспособностью корректно
решать проблемы рационального использования
и охраны ресурсов нашей планеты.
Примером продолжающей сохраняться оче¬
видной неполноты суммарного природоведческо¬
го знания из-за недостаточного включения в него
достижений почвоведения могут служить свод¬
ные работы по общему землеведению. В них ис¬
пользуется геосферный подход, при котором об¬
стоятельно рассматривается строение и функцио¬
нирование различных оболочек планеты с
последующим освещением проблем их рацио¬
нального использования и охраны [16]. В этом
ключе обстоятельно в специальных главах харак¬
теризуется гидросфера, атмосфера, литосфера и
биосфера. Почвенная же оболочка (педосфера) и
ее экофункции, как правило, специально не рас¬
сматривается. Имеются лишь отдельные сведе¬
ния о почвах в разделах, посвященных биосфере.
И это несмотря на то, что в почвоведении разра¬
ботано целое учение об экологических глобаль¬
ных и биогеоценотических функциях почв.
“Недоукомплектованность” землеведения раз¬
делами об экологических функциях почв и их зна¬
чении в сохранении благополучия планеты ощути¬
мо снижает его возможности быть научной базой
рационального природопользования и облегчает
продолжающийся волюнтаризм в обращении с
почвенными ресурсами.
Таким образом, узкая односторонняя оценка
экологической роли почвы и общенаучного зна¬
чения почвоведения приводит к самым пагубным
последствиям в деле реального использования
почвы, которая по существу стала “шагреневой
кожей” нашей планеты, ежегодно теряющей
миллионы гектаров природных земель. Экономя
на развитии почвоведения как фундаментальной
многоплановой науки и пренебрегая реальной ох¬
раной и восстановлением почв, государства, чело¬
вечество рискует остаться без почвы под ногами,
что будет означать неуклонное угасание сложно¬
организованной жизни на Земле.
Остановимся на третьей составляющей эколо¬
гии почв, обобщенное название которой - науч¬
ные основы сохранения почв как незаменимого
компонента биосферы. Данная природоохранная
часть экологии почв возникла как прямое про¬
должение учения о почвенных экофункциях и
имеет существенное отличие от охраны почв в
традиционном ее понимании. Это отличие заклю¬
чается прежде всего в более широком функцио¬
нально-экологическом подходе к проблеме сбе¬
режения почв и почвенного покрова. Если рань¬
ше охрана почв сводилась в основном к защите их
от факторов разрушения (эрозии, дефляции, хи¬
мического загрязнения и др.), то теперь эта охра¬
на, ни в коем случае не подвергаясь отмене, рас¬
сматривается лишь как важнейшая часть полно¬
комплексной системы сбережения почв в полном
объеме [22].
В данной системе выделяется ряд самостоя¬
тельных равноправных блоков (схема 5). Прежде
всего защита почв от прямого уничтожения и
полной гибели, что предполагает ограничение
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1050
НИКИТИН
Схема 5. Система почвосохраняющих мероприятий
отведения новых земель для строительства раз¬
личных объектов, а также разрушающих воен¬
ных испытаний и свалок, ограничение и запреще¬
ние открытых разработок полезных ископаемых,
максимальное использование для промышлен¬
ных и других объектов ранее выведенных их био¬
сферы территорий и их участков. Другие блоки
почвосохранения включают в себя: защиту осво¬
енных почв от качественной деградации, предот¬
вращение негативных структурно-функциональ¬
ных изменений освоенных почв, восстановление
деградированных освоенных почв, сохранение и
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И УЧЕНИЕ О ПОЧВЕННЫХ ЭКОФУНКЦИЯХ
1051
Схема 6. Основные экологические функции биосферы
восстановление естественных почв как компо¬
нента биосферы. Особый интерес вызывает по¬
следний блок, который был рассмотрен в ряде
публикаций [21-23, 29-31] и специальной моно¬
графии (Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин “Со¬
хранение почв как незаменимого компонента би¬
осферы: функционально-экологический подход”
[8]).
Указанный почвоохранный функционально¬
экологический биосферный подход, вытекаю¬
щий непосредственно из учения о почвенных эко¬
функциях, знаменует собой важный прорыв в ин¬
теграции не только концептуального, но и при¬
кладного знания и заставляет по-новому оценить
всю природоохранную проблематику, поскольку
в ней в связи с реализацией данного подхода по¬
явилась в качестве важнейшей составляющей
особая охрана и Красная книга почв.
К этому событию был долгий путь, хотя, как
отмечает Р. Гроув, “природоохранному движе¬
нию на Западе по меньшей мере 200 лет, началось
оно уже при освоении тропиков” [2, с. 6]. Но это
движение носило преимущественно ботанико-зо¬
ологический характер и распространялось глав¬
ным образом на исчезающие виды растений и жи¬
вотных, которые заносились в создаваемые Крас¬
ные книги. Почвы в такие книги, увы, не
попадали, даже если их естественные разновидно¬
сти, например, черноземы, практически полно¬
стью исчезали с лица Земли. К сожалению, тако¬
ва сила господствующей природоохранной пара¬
дигмы, не включившей в себя своевременно
особую охрану почв как равноправную составля¬
ющую.
Отставание развития особой охраны почв
обусловлено рядом причин и прежде всего преоб¬
ладанием утилитарной трактовки почвы в основ¬
ном как объекта сельскохозяйственного процес¬
са, главное назначение которого - получение уро¬
жая за счет обеспечения растений почвенными
питательными веществами. Но начиная с 70-х го¬
дов такое понимание почвы не могло уже счи¬
таться удовлетворительным в связи с выходом
публикаций по биогеоценотическим и биосфер¬
ным функциям почв и особенно в связи с появле¬
нием специальных монографий по данной про¬
блеме [5,6, 8, 19, 35, 36].
Ясно стало также, что и учение о факторах
почвообразования и учение об экологических
функциях почв и их сохранении как незаменимо¬
го компонента биосферы нуждаются в своей ин¬
теграции, поскольку они тесно взаимосвязаны.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1052
НИКИТИН
Теперь понятно, что терминологически такую
интеграцию рациональнее и корректнее всего ре¬
ализовать, как уже отмечалось выше, через ис¬
пользование термина экология почв. Он краток и
ясен и что весьма важно облегчает междисципли¬
нарные контакты и взаимосвязи науки о почве.
Это обстоятельство весьма значимо, поскольку
экология почв и ее центральное ядро - учение о
почвенных экофункциях и их сохранении - весь¬
ма востребованы на современном этапе развития
естествознания.
Доказательством справедливости такого вы¬
вода является широкое применение использован¬
ного почвоведами функционально-экологическо¬
го подхода другими естествоиспытателями - гео¬
логами, физгеографами, гидрологами и др. [9,39-
42]. Пионерные работы по выявлению и класси¬
фикации экологических функций не только поч¬
вы, но и гидросферы, литосферы, атмосферы
(схема 6), реализованные в качестве взаимодейст¬
вия почвоведения с родственными науками [23,
26-30], не остались незамеченными, а получили
поддержку и успешное развитие в специальных
публикациях, среди которых следует особо отме¬
тить коллективные монографии: ‘Теория и мето¬
дология экологической геологии” и “Экологиче¬
ские функции литосферы” [39,40].
Междисциплинарный союз почвоведов-эколо-
гов с собратьями по общему делу сохранения при¬
роды выражается и в их совместной работе по
подготовке Комплексной Красной книги приро¬
ды [31] и ее важнейшей составной части - Крас¬
ной книги почв [8,13,21,22,38]. Можно с уверен¬
ностью сказать, что дальнейшее развитие учения
о почвенных экофункциях и экологии почв в це¬
лом является одним из стратегических направле¬
ний развития всего почвоведения как фундамен¬
тальной науки о Земле, в значительной мере оп¬
ределяющей интеграционные процессы в
современном естествознании.
СПИСОК ЛИТЕРАТУР^
1. Волобуев В.Р. Экология почв (очерки). Баку:
Изд-во АН Аз ССР, 1963. 260 с.
2. Гроув Р.Х. Зарождение на Западе движения в за¬
щиту окружающей среды // В мире науки. 1993.
№9-10. С. 6-14.
3. Добровольский Г.В. Экология и почвоведение //
Почвоведение. 1989. № 12. С. 5-12.
4. Добровольский Г.В. Тихий кризис планеты // Вест¬
ник. РАН. 1997. Т. 67. № 4. С. 313-320.
5. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологичес¬
кие функции почвы. М., Изд-во МГУ, 1986. 137 с.
6. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв
в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 270 с.
7. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функциональ¬
но-экологическая география почв // Почвоведе¬
ние. 1996. № 1. С. 16-22.
8. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение
почв как незаменимого компонента биосферы:
функционально-экологический подход. М.: Наука,
2000. 185 с.
9. Залогин Б.С., Кузьминская К.С. Экологические
функции Мирового океана // Жизнь Земли: Земле¬
ведение и экология. М.: Изд-во МГУ, 1997. С. 39-
51.
10. Карпаневский Л.О. Лес и лесные почвы, М.: Лес¬
ная промышленность, 1981. 261 с.
11. Карпаневский Л.О. Новые подходы к оценке роли
почв в биосфере. Рец. на кн.: Г.В. Добровольский,
Е.Д. Никитин. Экологические функции почвы //
Почвоведение. 1987. №1. С. 135-137.
12. Карпаневский Л.О. Динамика свойств почвы. М.:
Геос, 1997. 170 с.
13. Климентьев А.И., Блохин Е.В. Почвенные этало¬
ны Оренбургской области: Материалы для Крас¬
ной книги почв Оренбургской области. Екатерин¬
бург, 1996. 88 с.
14. Кобылянский В Л. Философия экологии. М., 2003.
190 с.
15. Koeda В.А. Роль и функции почвенного покрова в
биосфере Земли // Докл. на VII Делегат, съезде
Всесоюз. об-ва почвоведов (9-13 сент. 1985 г.,
Ташкент). Пущино, 1985. 10 с.
16. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. М.: Высшая
школа, 1990. 335 с.
17. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции
калия. М.: Изд-во МГУ, 1999. 332 с.
18. Никитин Е.Д. О биогеоценотических функциях
почв // Вестник МГУ Сер. 17, почвоведение. 1977.
№4. С. 3-8.
19. Никитин Е.Д. Роль почв в жизни природы. М.:
Знание, 1982.47 с.
20. Никитин Е.Д. Закономерности таежно-лесного
почвообразования: Автореф. дис. ... докт. биол.
наук. М.: Изд-во МГУ, 1985.40 с.
21. Никитин Е.Д. О создании Красной книги почв //
Почвоведение. 1989. № 2. С. 113-121.
22. Никитин Е.Д. Берегите почву. М.: Знание, 1990.
60 с.
23. Никитин ЕД. Учение о функциях почв и экологи¬
ческое землеведение // Почвоведение. 1990. № 9.
С. 74-81.
24. Никитин Е.Д. Развитие почвоведения и проблемы
экологии // Жизнь Земли: Синергетика, экология,
геодинамика, музееведение. М.: Изд-во МГУ, 2001.
С. 78-87.
25. Никитин ЕД. О взаимосвязи естественно-науч¬
ной и гуманитарной информации // Ломоносовские
чтения. Мат-лы секции музееведения. М.: Изд-во
МГУ, 2004. С. 47-49.
26. Никитин Е.Д., Гирусов Г.В. Шагреневая кожа
Земли. Биосфера - почва - человек. М.: Наука,
1993. 110 с.
27. Никитин ЕД., Градусов Б.П., Залогин Б.С. Про¬
блема функций биосферы и экологическое почво¬
ведение // Жизнь Земли: геодинамика и экология.
М.: Изд-во МГУ, 1992. С. 109-115.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ И УЧЕНИЕ О ПОЧВЕННЫХ ЭКОФУНКЦИЯХ
1053
28. Никитин Е.Д., Залогин Б.С., Кузьминская К.С.,
Шишкина Л.П. Экологические функции почвенно¬
го покрова и гидросферы // Жизнь Земли. Эколо¬
гические проблемы и природоохранное образова¬
ние. М.: Изд-во МГУ, 1991. С. 106-114.
29. Никитин Е.Д., Скворцова Е.Б. Роль почв в сохра¬
нении биосферы // Почвоведение. 1994. № 5. С. 80-
87.
30. Никитин Е.Д., Шоба С.А., Шишкина Л.П., Емцо-
ва Е.Б. Экологические функции биосферы и поч¬
вы, их антропогенные изменения и охрана // Жизнь
Земли: землеведение и экология. М.: Изд-во МГУ,
1997. С. 74-87.
31. Никитин Е.Д., Кочергин А.Н., Никитина О.Г.,
Сабо дина Е.П., Мякокина О.В. От Красной книги
почв к Комплексной Красной книге природы //
Мат-лы IV съезда почвоведов. Новосибирск, 2004.
С. 394.
32. Орлов В.И. Анализ динамики природных условий
и ресурсов. М.: Наука, 1975. 275 с.
33. Соколов И.А. Экология почв как раздел докучаев-
ского генетического почвоведения // Почвоведе¬
ние. 1985. №10. С. 5-13.
34. Соколов И.А. Почвообразование и экзогенез. М.:
Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1997. 245 с.
35. Структурно-функциональная роль почв в биосфе¬
ре // Под ред. Г.В. Добровольского. М.: Геос, 1999.
278 с.
36. Структурно-функциональная роль почв и почвен¬
ной биоты в биосфере / Под ред. Г.В. Доброволь¬
ского. М.: Наука, 2003. 350 с.
37. Таргульян В.О. Поверхностно-планетарные обо¬
лочки: место и роль педосферы // Глобальная гео¬
графия почв и факторы почвообразования. М.,
1991. С. 302-323.
38. Ташнинова Л.Н. Красная книга почв и экосистем
Калмыкии / Под ред. Е.Д. Никитина. Элиста, 2000.
214 с.
39. Трофимов В.Т., Зиллинг Д.Г., Аверкина Т.И., Спи¬
ридонов Д. А., Красилова Н.С., Королев В.А., Го-
лодковская Г.А., Куриное М.Б., Виноградов Б.В.
Теория и методология экологической геологии.
М.: Изд-во МГУ, 1997. 365 с.
40. Трофимов В.Т., Зиллинг Д.Г., Барабашкина Т.А.,
Богословский В. А., Жигалин АД., Харъкина М.А.,
Андреева Т.В., Цуканова Л.А., Хачинская Н.Д.,
Касьянова Н.А., Коломийцев Н.В., Красило¬
ва Н.С. Экологические функции литосферы. М.:
Изд-во МГУ, 2000.430 с.
41. Ясаманов Н.А. Основы геоэкологии. М.: 2003.
300 с.
42. Ясаманов Н.А., Никитин ЕД. Планетарно-геоло¬
гическая роль и экологические функции Земной
атмосферы // Жизнь Земли: синергетика, эколо¬
гия, геодинамика, музееведение. М.: Изд-во МГУ,
2001. С. 68-78.
Soil Ecology and the Study of Soil Functions
E. D. Nikitin
An integral concept of soil ecology is substantiated. Factor ecology, the study of soil ecological functions, and
conservation of soil as an indispensable component of the biosphere are distinguished as the main lines of soil
ecology. The basic tasks of factor ecology are studies of natural and anthropogenic soil-forming agents, com¬
prehensive investigation of poorly studied natural agents (neotectonics, inheritance of relic profiles, etc.), and
detailed elaboration and improvement of classification of soil-forming agents along with their qualitative-
quantitative assessment. The challenges in studying the ecological functions in different soils are the system¬
atization of individual ecological functions of soils, the comparative evaluation of the ecofunctions of various
soils, the thorough investigation of the ethnic and social functions of soils, etc. The topical problems of con¬
serving the soil as a component of the biosphere are the philosophic-methodological substantiation of a new
paradigm of soil and the biosphere conservation, elaboration of a new scientific foundation of a complex system
of soil conservation and restoration, development of a particular (special) type of soil conservation as a new
nature- and soil-protecting area, and creation of the Red Data Book of Soils and the Complex Red Data Book of
the Biosphere-Noosphere, etc.
№ 9
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1054-1061
ГЕНЕЗИС
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 911.2/3 631.44
РАЗВИТИЕ БАССЕЙНОВОГО ПОДХОДА В ПОЧВЕННЫХ
И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
© 2005 г. Т. А. Трифонова
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 28.02.200S г.
Показаны возможности и перспективность применения бассейновой концепции для изучения осо¬
бенностей формирования структуры почвенного покрова в горных странах. Литоводосборный бас¬
сейн рассматривается как фундаментальная природная геосистема, играющая важную роль в био¬
сферных процессах различных уровней. Использование бассейнового подхода в экологических ис¬
следованиях позволяет унифицировать подходы и методы, проводить сравнительные оценки и
научное обоснование организации систем почвенно-экологического мониторинга и природопользо¬
вания.
ВВЕДЕНИЕ
Под речным бассейном обычно понимается
ограниченная водоразделами часть земной по¬
верхности с учетом толщи почвогрунтов, откуда
происходит сток вод в отдельную реку, речную
систему, озеро, водохранилище или море. С гид¬
рологической точки зрения бассейн - это слож¬
ная динамическая система, состоящая из разных
элементов, взаимодействующих между собой
вследствие формирования однонаправленного
(по углу падения склонов и по тальвегам пониже¬
ний в рельефе) водного потока.
На топографическое и гидрологическое един¬
ство водосборного бассейна одним из первых об¬
ратил внимание Р. Хортон, который провел со¬
держательный анализ взаимодействия природ¬
ных факторов внутри бассейна. Он предложил
водосборный бассейн как топографическую еди¬
ницу подразделить на основе характеристик реч¬
ного стока. В результате появилась возможность
классифицировать в определенную систему как
склоны, так и отдельные составляющие более
мелкие бассейны [16].
Водосборные бассейны издавна привлекали вни¬
мание гидрологов и географов. Однако лишь в по¬
следнее время бассейновая концепция получила
развитие не только в науках физико-географичес¬
кого цикла, но и в исследованиях, связанных с про¬
блемами природопользования и экологии [5].
Указывая на важное значение научных и прак¬
тических исследований речных бассейнов,
Г.В. Добровольский отмечал, что “...каждый реч¬
ной бассейн (большой или малый) характеризуется
своеобразием природных условий, которые могут
рассматриваться как экология речных бассейнов,
то есть определенных условий жизни человека и
обитания органического мира. Изучение разнооб¬
разия природных условий речных бассейнов позво¬
ляет выяснить многие вопросы общей и четвертич¬
ной геологии, геоморфологии, гидрологии и гидро¬
геологии, геохимии и биохимии, географии почв и
геохимии ландшафтов, географии растений и жи¬
вотных, археологии и истории культуры, экономи¬
ческой и физической географии” [2, с. 9].
С понятием “водосборный бассейн” (особенно в
горных условиях) связана специфическая форма ре¬
льефа. Последний, в свою очередь, как важный
фактор почвообразования часто является своеоб¬
разным “диктатором” в формировании определен¬
ной геосистемы. Поэтому различные структуры
почвенного покрова обычно контролируются раз¬
нообразием макро-, мезо- и микроформ рельефа.
Глубокий анализ различных взаимосвязей
процессов почвообразования с развитием и фор¬
мированием рельефа проведен Джеррардом [1]. В
частности, он большое внимание уделял выявле¬
нию особенностей почвенного покрова в пределах
водосборного бассейна. “.... Форма склона, процес¬
сы, действующие на склонах, и почвы являются
весьма значимыми характеристиками, что оправ¬
дывает трактовку водосборного бассейна как одно¬
го из самых фундаментальных геоморфологичес¬
ких элементов и свидетельствует об упорядоченно¬
сти в ландшафте, которая выражается в виде
систематической и повторяющейся зависимости
между склонами, почвами, месторасположением и
интенсивностью деятельности потоков” [1, с. 101].
БАССЕЙНОВЫЙ ПРИНЦИП В ИЗУЧЕНИИ
ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ
ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
ГОРНЫХ ГЕОСИСТЕМ
Пространственно-временное функционирова¬
ние горных геосистем характеризуется сложнос-
1054
РАЗВИТИЕ БАССЕЙНОВОГО ПОДХОДА
1055
тью геолого-геоморфологической и биоклимати-
ческой организованности. Процессы трансфор¬
мации веществ и энергии здесь отличаются
повышенной активностью, а экосистемы очень
чувствительны к любым внешним воздействиям.
Пространственная неоднородность горного рель¬
ефа обусловливает разнообразие, динамичность
и сложность проявления и сочетания процессов и
факторов морфогенеза. В пределах относитель¬
но малых территорий почвенный покров гор от¬
личается разнообразием и пестротой. Однако это
нельзя характеризовать как набор хаотичных
природных процессов.
В.В. Докучаеву принадлежит одно из гениаль¬
ных научных открытий прошлого века - установ¬
ление закона вертикальной природной и почвен¬
ной зональности. Открытие этого закона явилось
следствием основанного и развитого им учения о
естественно-исторических зонах природы. Весь¬
ма замечательно, что существование вертикаль¬
ных зон ученым было предсказано, теоретически
a priori обосновано, а затем практически под¬
тверждено. “Так как вместе с поднятием местнос¬
ти всегда закономерно изменяется и климат, и
растительный и животный мир - эти важнейшие
почвообразователи, то, само собой разумеется,
что также закономерно должны изменяться и
почвы по мере поднятия, от подошвы гор, напри¬
мер, Казбека и Арарата, к их снежным вершинам,
располагаясь в виде тех же последовательных, но
уже не горизонтальных, а вертикальных зон” [10,
с.321].
В.В. Докучаевым, его учениками и последова¬
телями впервые было научно обосновано и прак¬
тически доказано существование на Кавказе ряда
вертикальных почвенных зон, тесно связанных с
климатическими и растительными особенностя¬
ми местных горных возвышенностей. Таким об¬
разом было основано новое направление в почво¬
ведении - учение о вертикальной почвенной зо¬
нальности.
Почвенный покров Закавказья в пределах вы-
положенных вулканических плоскогорий, пред¬
ставленных, в основном, черноземами, был опи¬
сан В.В. Докучаевым в 1898 г. В северной части
он выделял темноокрашенные почвы, а типич¬
ные черноземы - в районе Александрополя и об¬
ширной Дорийской котловины. Описывая поч¬
венный покров горы Арагац, С.А. Захаров отме¬
чал, что на этом массиве им была встречена
наиболее полная серия вертикальных почвенных
зон, характерных для южного Закавказья.
Однако, обобщая результаты исследований
вертикальной зональности почв на Кавказе, в
1934 г. С.А. Захаров обратил особое внимание на
некоторые отклонения распределения почв в вы¬
сотном ряду от “идеальной” схемы и ввел такие
понятия, как “инверсия”, “интерференция”, “миг¬
рация” почвенных зон. Так, “инверсия” характе¬
ризовала ситуацию, при которой нижние зоны в
вертикальном ряду располагаются выше, чем это
следовало бы по аналогии со схемой горизонталь¬
ных почвенных зон. “Миграция” имеет место при
проникновении одних зон в другие (как, напри¬
мер, по горным долинам). Интерференция харак¬
терна для “выпадения” какой-либо почвенной зо¬
ны из общей теоретически обусловленной схемы
высотного ряда, что может иметь место при фор¬
мировании особых климатических или орографи¬
ческих условий [4].
М.М. Филатов отмечал, что во влажном запад¬
ном Закавказье отсутствуют степные зоны; в
умеренно-сухом восточном - развиваются лесные
и степные зоны, ниже которых формируются по¬
лупустынные и отчасти пустынные зоны; в юж¬
ных засушливых регионах совершенно отсутству¬
ет лесная зона, но имеет место степная зона, а
также полупустыни и пустыни. Акцентировалось
внимание на то, что в Закавказье прослеживается
зависимость между составом почвенных зон и
степенью влажности климата. Везде хорошо вы¬
ражена зона горно-луговых почв, хотя почвы вну¬
три нее могут быть различными по составу и ха¬
рактеру, что, однако, требует более пристально¬
го изучения. В физико-механическом отношении
почвы Закавказья, как и Главного Кавказского
хребта, формируются на элювиальных хрящева¬
тых и щебнистных продуктах выветривания ко¬
ренных пород [15].
Это были очень важные наблюдения, ибо они
давали начало поиску и установлению оптималь¬
ных условий, при которых в пространстве наибо¬
лее наглядно выполняется закон вертикальной
почвенной зональности.
Ниже приводятся некоторые результаты ис¬
следований, проведенных в том же районе Закав¬
казья и направленных на дальнейшее выявление
особенностей формирования почвенного покро¬
ва в условиях горных стран [8].
Климатические закономерности
высотной поясности сухих субтро¬
пиков Закавказья как фактор поч¬
вообразования. Очевидно, что климат игра¬
ет существенную роль в формировании ландшаф¬
тов и почвенного покрова гор. Поэтому здесь
необходимо более детально исследовать особен¬
ности его изменения в пределах рассматриваемой
горной страны.
На основе анализа статистических данных по
климатическим параметрам (осадкам, температу¬
ре воздуха и почвы) за 20-летний период по
200 метеостанциям (45 тыс. данных) были выяв¬
лены некоторые закономерности формирования
климата гор [8].
Установлено, что только в весенний и летний
сезоны высотный температурный градиент бли¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1056
ТРИФОНОВА
зок к стандартному или нормальному среднему
(0.67 и 0.65 град/100 м соответственно). В осталь¬
ные сезоны, как, впрочем, и по всему году, значе¬
ние его опускается до 0.52 град/100 м. Для усло¬
вий средних широт такой показатель мог бы сви¬
детельствовать о насыщении атмосферы парами
воды, то есть повышенной влажности воздуха.
Однако исследуемый регион Закавказья - Ар¬
мянское нагорье относится к сухим субтропикам с
невысокими показателями влажности воздуха и
количества осадков. Следовательно, выравнива¬
ние температуры происходит не за счет повыше¬
ния влажности. Кроме того, пониженный показа¬
тель вертикального термического градиента
обычно связывается с усилением устойчивости
атмосферы, наблюдаемым при отсутствии дви¬
жений и перемещений воздушных масс.
Однако в отличие от условий спокойного ре¬
льефа в горах, наоборот, именно интенсивное
перманентное передвижение воздушных масс,
по-видимому, и обеспечивает пониженную стра¬
тификацию воздуха по температуре, чему способ¬
ствуют локальные циркуляции - горно-долинные
ветры и орографические фёны различных на¬
правлений.
Изменение температуры почвы (Т) с высотой
(Н) подчиняется линейной зависимости вида Т =
= 20.6-7.2 х 10-3Я при г = -0.94.
Наибольшая разность температур почвы и
воздуха наблюдается в летний сезон (6.7°С), наи¬
меньшая - в зимний (0.7°С); в годовом аспекте
она составляет около 3°С.
Нами установлено, что распределение осадков
(IV, мм) на территории Армении имеет свои осо¬
бенности: оно достоверно различно для складча¬
тых гор (IV = 360.2 + 0.19Н при г - 0.89), вулкани¬
ческих массивов (IV = 11.9 + 0.29Н при г = 0.89) и
замкнутых горных котловин.
Особое внимание следует обратить на режим
влажности в условиях складчатых гор (северных
хребтов Малого Кавказа): если для вулканичес¬
кого района количество осадков колеблется в ин¬
тервале от 1080 до 150 мм/год, то здесь нижний
предел не превышает 400 мм/год, изменение
влажности по высоте более равномерное и посте¬
пенное, однако сезонные колебания весьма вели¬
ки. В условиях складчатых гор, где наблюдается
быстрая и резкая смена геоморфологических,
почвенно-геоботанических и других условий, осо¬
бенно в летний период, создаются множествен¬
ные очаги с разнообразным микроклиматом, что
и определяет существенные отклонения от ли¬
нейной модели.
Проведен кластерный анализ для выявления
коррелятивных связей между комплексом клима¬
тических параметров (количество осадков, тем¬
пература воздуха и почв, радиационный индекс
сухости Будыко, высота местности) и характер¬
ными типами почвообразования. Показано, что
сильная тенденция к сохранению природно-кли¬
матической и почвенной высотной зональности
имеет место в пределах вулканических массивов и
плато, где наблюдается линейная зависимость
между распределением осадков, температурой
воздуха, почв и высотой, а смена комплекса кли¬
матических факторов происходит достаточно
плавно и равномерно. При этом высотный ряд со¬
здается целой серией (набором) почвенных ти¬
пов, что и отмечал в своих исследованиях С.А. За¬
харов.
Выявленные гидротермические особенности
позволяют говорить об условиях, создающих
предпосылки для сокращения или расширения
разнообразия почвенных типов в высотных ря¬
дах.
Высотная зональность почв определенно кор¬
релирует с расположением высотных природных
поясов, однако при этом характер и теснота свя¬
зей должны быть определены для конкретных
региональных условий изучаемой горной страны.
Очевидно, что высотные ландшафты пред¬
ставляют собой горизонтально организованные,
более или менее равновесные (устойчивые) гео¬
системы, где устанавливаются стабильные функ¬
циональные взаимосвязи между компонентами
ландшафта. В этих пределах отмечается опреде¬
ленная биогеоклиматогенная структура почвен¬
ного покрова, которая характерна, главным об¬
разом, для вулканических массивов с достаточно
выровненной поверхностью склонов. Иная ситуа¬
ция наблюдается в регионах складчатых горных
морфоструктур.
Горные литоводосборные бас¬
сейны. На склонах складчатых гор формируют¬
ся литоводосборные бассейны - вертикально ор¬
ганизованные геосистемы с преобладанием нис¬
ходящих вещественных потоков. Доминирование
экзогенных процессов позволяет определять эти
системы как нестабильные, динамичные, где наи¬
более интенсивно проявляется роль рельефа как
почвообразовательного фактора. Поскольку
структура геосистем бассейнов отлична от струк¬
туры высотных поясов, то здесь по-иному форми¬
руется и высотная поясность почв.
В связи с этим появляется необходимость бо¬
лее детально описать механизм функционирова¬
ния литоводосборного бассейна как специфичной
биосферной геосистемы.
Морфологическое строение бассейна отража¬
ется в его соответствующем ландшафтном рисун¬
ке (геоизображении), состоящем из стоковой и
водораздельной систем. Последняя в свою оче¬
редь представлена двумя взаимосвязанными эле¬
ментами: нижним - фандами (наиболее устойчи¬
выми к разрушению формами) и верхним, апп¬
роксимирующимся дугой, которая соединяет два
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
РАЗВИТИЕ БАССЕЙНОВОГО ПОДХОДА
1057
соседних фанда (рис. 1). Различия в рисунках сто¬
ковой системы свидетельствуют о формировании
различных типов бассейнов [6].
Нами предложена оригинальная энергетичес¬
кая модель формирования такого бассейна [7, 8,
10]. Модель базируется на концепции о том, что
образование горного литоводосборного бассейна
обусловлено развитием взаимосвязанных процес¬
сов разрушения горного массива и роста русловой
системы трещин вверх по склону. В свою очередь
трещинообразование связано с релаксацией внут¬
ренних напряжений горного массива и определя¬
ется целым рядом физико-механических характе¬
ристик и условий.
На концах трещин - русел (в настоящем вре¬
мени - истоках рек) образуются энергетические
зоны - прообразы водосборных воронок с резко
повышенной степенью поверхностного, а глав¬
ное, - грунтового увлажнения. Именно поэтому
здесь формируются почвы гидроморфного ряда.
Развитие бассейна как геосистемы происходит
поэтапно во времени: каждому этапу соответст¬
вует определенное энергетическое состояние.
Система имеет фиксированный “вход” в виде пер¬
вичной трещины (которая образуется в нижней
части склона) и обладает выраженной “обратной
связью”: эндогенно обусловленные хрупкие де¬
формации горной породы создают условия для ее
разрушения, “включения” экзогенных процессов
и транзита материала вниз по склону.
Таким образом, на поверхности горного скло¬
на формируется горный литоводосборный бас¬
сейн, где реализуется единство в развитии лито¬
сферных и гидросферных процессов. Это верти¬
кально организованная (в отличие от
горизонтальных природных поясов) геосистема с
преобладанием нисходящих вещественных пото¬
ков. Доминирование экзогенных процессов поз¬
воляет определять такие системы, как нестабиль¬
ные, динамичные, и где ведущую роль играет ре¬
льеф.
И, конечно, такие формы рельефа способству¬
ют разнообразию климатических условий.
Поэтому центральным положением предлага¬
емого нами научного подхода к проблеме специ¬
фики горного почвообразования является вопрос
о взаимодействии двух геосистем - высотных по¬
ясов и литоводосборного бассейна. Каждая из них
в своем функционировании подчиняется собст¬
венным законам и порядку развития. Однако
единство пространства обусловливает “вынуж¬
денное” взаимодействие процессов. Поэтому чем
активнее идет бассейнообразование, при котором
доминирует разрушение и перенос вещества, тем
интенсивнее должна “деформироваться” структу¬
ра сложившейся высотной поясности почвенно¬
растительного покрова. Выявление особенное-
тей взаиморасположения двух геосистем, а точ-
Рвс. 1. Морфологическое строение литоводосборно¬
го бассейна: а - листьевидная форма; б - лопастьевид-
ная форма. Системы: 1 - стоковая: 1а - перистовид¬
ная; 16 - древовидная; 2 - водораздельная (темный
цвет): 2в - верхняя часть (дуга); 2г - нижняя часть
(фанды); 3 - склоновая (литосборная) подсистема:
За - форма дубового листа; 36 - форма лопасти.
нее, двух биосферных процессов - высотной био-
климатической поясности и литоводосборного
бассейна и составляет суть специфики формиро¬
вания структуры почвенного покрова в услови¬
ях горных стран.
Таким образом, здесь формируется два типа
почвенного покрова: высотно-поясная структура,
не затронутая или слабозатронутая процессом
почвообразования (дуги водоразделов и фанды) и
структура с деградированными (размытыми) при¬
знаками поясности - на внутренних склонах бас¬
сейнов. В первом случае имеют место более мощ¬
ные и древние почвы, во втором - маломощные,
каменистые, постоянно “омоложивающиеся”
почвы. Значит, можно говорить о полихроннос-
ти почвенного покрова горных бассейновых гео¬
систем.
Поступательный процесс бассейнообразова-
ния определяет изменения биоклиматических ус¬
ловий (о чем говорилось выше), это и приводит к
отклонениям в последовательном распределении
почв в высотных рядах. Особенно такие явления
инверсии и интерференции выражены в условиях
низко- и среднегорья.
Влияние геологических условий
на формирование почвенного покро¬
ва в горных бассейнах. Важным фактором
формирования горных почв является особен¬
ность геологических пород. В горах обычно на¬
блюдается большое разнообразие геологических
пород и быстрая их смена в пространстве. Этим
часто объясняются сложности при почвенном
картографировании. Ниже приводится пример
дешифрирования по космическим снимкам поч¬
венного покрова с применением бассейнового ме¬
тода.
3 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1058
ТРИФОНОВА
Рис. 2. Рисунок речной системы северного склона хребта Памбак. Хорошо просматриваются каньоны у рек на запад¬
ной части склона.
Рис. 3. Формирование горных степных ландшафтов с черноземами (западная часть) и лесных и послелесных ландшаф¬
тов с коричневыми лесными почвами (восточная часть) в различных речных бассейнах на горном склоне одной экс¬
позиции. Стрелками показано направление движения лавы с вулкана Арагац. Темным цветом обозначены водоразде¬
лы бассейнов.
Исследовался горный склон Памбакского
хребта северной экспозиции. Наземное исследо¬
вание показало, что на западной части хребта фор¬
мируются степные ландшафты с горными чернозе¬
мами, здесь раскинулись широкие межгорные плос¬
кие долины, которые интенсивно используются в
сельском хозяйстве. Наоборот, на восточной части
хребта формируются исключительно лесные ланд¬
шафты. Здесь присутствуют узкие, У-образные до¬
лины, а почвы - коричневые лесные и послелесные
каменистые и маломощные.
На рис. 2, 3 показаны этапы дешифрирования
почв по космоснимкам. На первом этапе была
выделена речная сеть, а затем проведены грани¬
цы водосборных бассейнов. Очевидно, что суще¬
ственных различий в рисунках речной сети бас¬
сейнов не наблюдается.
На втором этапе детально исследовались осо¬
бенности речной системы. Было установлено, что
русла рек западной части хребта характеризуются
наличием каньонов, в то время как рекам восточ¬
ной части хребта это не свойственно. Предвари¬
тельными исследованиями в данном регионе уста¬
новлено, что речные каньоны образуются, главным
образом, только в вулканических горных породах.
В метаморфических породах речные русла образу¬
ют, как правило, У-образные долины [8].
Следовательно, можно было предположить,
что западная группа бассейнов была перекрыта
лавовыми вулканическими потоками. Действи¬
тельно, близость вулкана Арагац, который был
активен в неоген-четвертичное время, подтверж¬
дает развитие данного сценария. На рисунке дви¬
жение лавы с южного направления показано
стрелками. Базальтовые лавы перекрыли древ¬
ний геологический фундамент бассейнов и изме¬
нили условия почвообразования. Известно, что
базальты являются замечательной почвообразу¬
ющей породой для формирования черноземных
почв. Кроме того, формы рельефа были сглаже¬
ны, что способствовало появлению здесь широ¬
ких межгорных долин.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
РАЗВИТИЕ БАССЕЙНОВОГО ПОДХОДА
1059
Таким образом, очевидно, что лесные ланд¬
шафты заменились степными, а на смену корич¬
невым лесным почвам пришли черноземные.
Западная группа бассейнов не испытывала в
историческое время подобной трансформации.
Их водоразделы отличаются большей высотой и
лавовые потоки не смогли их преодолеть. Поэто¬
му бассейны здесь развиваются в исходном режи¬
ме, поверхность метаморфических пород не была
трансформирована. Здесь в У-образных глубоких
затененных долинах формируются коричневые
лесные и послелесные горные почвы (рис. 3).
В то же время все водоразделы представлены
идентичным почвенным покровом с преоблада¬
нием горно-луговых и лугово-степных почв. Это
объясняется тем, что они формируются в преде¬
лах высокогорных субальпийских и альпийских
ландшафтов на высотах более 2000 м над уровнем
моря, для которых характерен режим свободной
циркуляции атмосферы. Поэтому локальные
орографические условия здесь уже не играют су¬
щественной дифференцирующей роли.
Таким образом, показано, что в складчато¬
глыбовых горах на склонах одной экспозиции в
идентичных макроклиматических условиях на од¬
них высотных уровнях могут развиваться различ¬
ные ландшафты и почвы. Такая ситуация харак¬
теризуется как инверсия и интерференция поч¬
венных зон.
Установлено, что в условиях складчатых гор
Малого Кавказа инверсия наблюдается между
лесными и степными ландшафтами. В основе
этих явлений лежит процесс бассейнообразова-
ния на склонах гор, который развивается снизу
вверх по склону и вызывает трансформацию кли¬
матических условий высотных природных и поч¬
венных поясов.
БАССЕЙНОВЫЙ ПОДХОД
ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ
Естественность и однозначность границ (водо¬
разделов) - фундаментальное свойство речных
бассейнов, которое выделяет их из всех других
природно-территориальных комплексов.
Все процессы, включая выветривание горных
пород, водную эрозию, руслообразование, пере¬
нос и переотложение твердого стока, на террито¬
рии речного бассейна взаимосвязаны, поэтому он
и определяется как биосферное подразделение.
Речная система выполняет функцию транзита ве¬
ществ, в том числе и миграции загрязняющих ве¬
ществ, токсикантов; здесь осуществляется непо¬
средственный контакт грунтовых и поверхност¬
ных вод. Поэтому бассейновый подход находит
применение при оценке экологического риска за¬
грязнения природной среды.
При исследовании загрязнения поверхностных
вод обычно сложным вопросом является созда¬
ние оптимальной системы мониторинга. Приме¬
нение методов дистанционного зондирования, в
частности, дешифрирование космоснимков, поз¬
воляет значительно оптимизировать этот про¬
цесс. Так, метод автоматизированного распозна¬
вания образов по космоснимкам позволяет выяв¬
лять поверхностные водоемы и участки рек
различной степени загрязненности, намечать
точки отбора проб воды, донных отложений и ги-
дробионтов для аналитической оценки [11].
Установлено, что глубокие речные долины,
пересекающие крупные промышленные центры,
способствуют формированию локальных атмо¬
сферных потоков, в которых скапливаются тех¬
ногенные загрязнители, а затем оседают на по¬
верхность почв [12].
В настоящее время актуальной проблемой явля¬
ется загрязнение подземных вод, поскольку в связи
с интенсивной техногенной нагрузкой на поверхно¬
стные водоемы водообеспечение населения все бо¬
лее ориентируется на артезианские источники. Эти
воды быстро реагируют на загрязнения, очищают¬
ся медленно, а потеря их качества влечет за собой
ряд экологических и социальных последствий.
Предложена методика составления комплексной
карты оценки экологического риска загрязнения
подземных вод на основе применения бассейнового
подхода и ГИС-технологий [14].
При этом факторы риска ранжируются по
трем группам параметров, отражающих, во-пер¬
вых, антропогеннообусловленную опасность; во-
вторых, условия, способствующие проникнове¬
нию загрязнителей; в-третьих, условия, препятст¬
вующие этому процессу. К первой группе отно¬
сятся показатели, характеризующие степень де¬
мографической напряженности территории;
количество загрязняющих веществ во все среды
(воздух, воду, почву) с учетом складируемых от¬
ходов; густоту транспортной сети; влияние сель¬
скохозяйственной нагрузки. Во вторую группу
объединяются сведения об интенсивности экзо¬
генных процессов, густоте речной сети, измене¬
ниях гидродинамических условий в подземных ги¬
дрологических горизонтах. В третью группу вхо¬
дят показатели залесенности территории и
естественной геологической защищенности водо¬
носных горизонтов. Далее проводится аналитиче¬
ская обработка информации по каждому из изу¬
чаемых параметров с последующим включением
картографической информации в геоинформаци-
онную систему. На основе составленной базы
данных создается интегрированная карта оценки
экологического риска загрязнения подземных
вод по каждому малому водосборному бассейну.
Исследования показали, что, например, для
большей части территории Владимирской обл.
характерна высокая и очень высокая степень эко¬
логического риска загрязнения подземных вод.
Лишь 4 % населения проживает в местах с низкой
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
3*
1060
ТРИФОНОВА
Показатели продуктивности растительного покрова различных речных бассейнов
Бассейн реки Колокши
Бассейн реки Пекши
Угодья
площадь,
км2
фитомасса,
тыс. т.
продукция,
тыс. т/год
площадь,
км2
фитомасса,
тыс. т.
продукция,
тыс. т/год
Леса
254
4570
165
590
10614
383
Луга
125
203
231
161
261
297
С.-х. угодья
998
519
590
276
144
163
Болота
0.5
1
0.2
2
5
0.7
Прочие
Всего
78.5
1456
5293
986.2
42
1071
1024
844
Удельная продуктивность - 680 т/км2
Удельная фитомасса - 60 МДж/км2
Удельная продуктивность - 788 т/км2
Удельная фитомасса - 155 МДж/км2
и очень низкой степенью опасности по этому по¬
казателю.
Актуальным вопросом в настоящее время яв¬
ляется разработка информационных систем, ко¬
торые содержат в себе не только статистические
базы данных по различным ландшафтным или
гидрологическим характеристикам, но и облада¬
ют необходимой функциональностью и сочетани¬
ем способов представления данных и знаний.
Использование методов моделирования и
ГИС-технологий при изучении функционирова¬
ния речных бассейнов позволяет выделять группы
бассейнов-аналогов, сходных по динамике разви¬
тия, определять различия в их гидрологических ре¬
жимах и т.п. Так, для бассейна р. Клязьмы установ¬
лено, что в отдельную группу обособляется ряд рек,
бассейны которых сходны по природным характе¬
ристикам, гидрологическим и интегральным рас¬
четным параметрам и динамике функционирова¬
ния, что свидетельствует об однотипности поверх¬
ностного и грунтового питания. В то же время
показана необходимость большее внимание уде¬
лять изучению гидрологического режима рек в лет¬
нюю межень и зимний период, когда выявляются
особенности подземного стока. На основе модели¬
рования выявлены реки, в гидрологическом ре¬
жиме которых за последние 20-30 лет произошли
более или менее резкие изменения.
Информационные системы позволяют научно¬
обоснованно организовывать региональный эколо¬
гический мониторинг в пределах малых речных
бассейнов, сходных или различных по ландшафт¬
ным особенностям и гидрологическому режиму в
целях регламентации техногенной нагрузки.
Также в пределах речных бассейнов информа¬
тивно изучение структуры почвенного покрова,
биопродуктивности и почвенно-продукционного
потенциала.
Исследованиями показана перспективность ис¬
пользования бассейнового подхода при составлении
региональных геоинформационных систем земле¬
пользования. Анализ многолетней динамики пока¬
зателей фитопродуктивносги различных сельско¬
хозяйственных угодий как в ландшафтных, так и в
административных границах выявил их некоррект¬
ность при оценке устойчивости экосистем. Так, на¬
пример, весьма незначительная по территории
трансформация крупного ландшафта может ока¬
заться решающей в нарушении структурно-функ¬
циональной организованности целого малого реч¬
ного бассейна (особенно на водоразделах) [13].
Продуктивность растительного покрова зави¬
сит от состояния почвенных ресурсов, поэтому
важным фактором, обеспечивающим прирост
фитомассы естественных и агроэкосистем, явля¬
ется продукционный потенциал почв, который, в
свою очередь, включает в себя и естественное
плодородие почв, и структуру землепользования,
и агрохимические свойства почв, климат и т.п.
Современные реформации в системе землеполь¬
зования, формах собственности на земли, налогооб¬
ложении диктуют необходимость разработки обос¬
нованных кадастровых оценок территорий и угодий
в целях предотвращения потери биоразнообразия,
деградации и опустынивания, что удобно осуществ¬
лять в рамках бассейнового подхода.
Для создания региональной единой информа¬
ционной системы в границах малых бассейнов на¬
ми для такой оценки предлагается использовать
следующие показатели: естественное плодородие
(оценка производится по урожайности зерновых
культур, выращенных на землях без улучшения),
урожайность агроценоза (с учетом приемов ин¬
тенсификации земледелия), почвенно-экологиче¬
ский индекс (включает ряд физико-химических и
гидрологических показателей почв), фитопро¬
дуктивность угодий или экосистем. В таблице де¬
монстрируется возможность ранжирования пока¬
зателей продуктивности растительного покрова
различных сельскохозяйственных угодий в преде¬
лах малых речных бассейнов. Очевидно, что та¬
кой подход весьма удобен для создания информа¬
ционных баз данных.
Все показатели сводятся в информационно¬
аналитическую систему, открытую для постоян¬
ного обновления данных, расчетов, прогнозиро¬
вания и выработки рекомендательных решений.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
РАЗВИТИЕ БАССЕЙНОВОГО ПОДХОДА
1061
Таким образом, использование бассейнового
подхода в экологических исследованиях позволя¬
ет унифицировать подходы и методы, проводить
сравнительные оценки для оптимизации систем
мониторинга и природопользования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Речной водосборный бассейн - это фундамен¬
тальная природная геосистема, играющая важ¬
ную роль в биосферных процессах различных
уровней. Универсальный механизм формирова¬
ния речного бассейна позволяет выявлять зако¬
номерности природных процессов, происходящих
в нем. Так, специфика почвообразования и струк¬
туры почвенного покрова в горах обусловлена
двумя взаимоналагающимися природными про¬
цессами: формированием высотной поясности и
образованием литоводосборных бассейнов. Бас¬
сейновая концепция позволяет объяснить такие
явления, как полихронность горных почв, их ин¬
версии, интерференции, миграции и т.п.
Использование бассейнового подхода в поч¬
венно-экологических исследованиях позволяет
унифицировать подходы и методы, проводить
сравнительные оценки и научное обоснование си¬
стем природно-антропогенного мониторинга.
Представляется, что бассейновый подход бу¬
дет интенсивно развиваться, особенно при созда¬
нии различных геоинформационных систем.
Именно бассейновый подход дал возможность
Г.В. Добровольскому выяснить некоторые вопро¬
сы генезиса, географии и хозяйственного использо¬
вания почв речных пойм в бассейне верхней и сред¬
ней Волги, а также выявить историю формирова¬
ния речных долин и древних озерных бассейнов
юго-восточного Забайкалья. Эти исследования из¬
вестны широкой научной общественности.
Под председательством и руководством Глеба
Всеволодовича Добровольского на базе Влади¬
мирского государственного университета успеш¬
но прошли две международные конференции
“Экология речных бассейнов” (1999,2002 гг.), под
эгидой которых комплексно обсуждаются про¬
блемы фундаментальных исследований и рацио¬
нального природопользования в целях сохране¬
ния бассейновых экосистем и биоразнообразия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Джеррард АДж. Почвы и формы рельефа (Пер. с
англ.) Л.: Недра, 1984. 208 с.
2. Добровольский Г.В. Научное и практическое зна¬
чение исследований речных бассейнов // Экология
речных бассейнов. Мат-лы Междунар. науч.-
практ. конф. Владимир: Владинформэкоцентр,
1999. С. 9-10.
3. Докучаев В.В. Избр. соч. В 3-х т. М., 1949. Т. 3.
444 с.
4. Захаров С.Н. Почвы горных районов СССР // Поч¬
воведение. 1937. №6. С. 810-848.
5. Корытный Л.М. Бассейновая концепция в приро¬
допользовании. Иркутск: Изд-во Института гео¬
графии СО РАН, 2001. 163 с.
6. Трифонова Т.А. Динамика горных бассейновых
геосистем на основе распознавания их графичес¬
ких образцов по космофотоснимкам // Изв. РАН,
сер. геогр. 1999. № 2. С. 91-98.
7. Трифонова ТА. Модель развития горного водосбор¬
ного бассейна // Природа, 1994. № 2. С. 106-119.
8. Трифонова ТА. Формирование почвенного покрова
гор и его картографирование на основе дистанцион¬
ного зондирования (на примере Армянского наго¬
рья). Дисс— докт. биол. н. М.: МГУ, 1997. 353 с.
9. Трифонова ТА. Формирование почвенного по¬
крова гор: геосистемный аспект // Почвоведение.
1999. №2. С. 174-181.
10. Трифонова ТА. Энергетическая модель формиро¬
вания горного литоводосборного бассейна и реч¬
ного русла // Геоморфология. 1995. № 4. С. 13-22.
11. Трифонова ТА., Амелин В.Г., Гришина Е.П., Ми¬
щенко Н.В. Биомониторинг реки Клязьмы с ис¬
пользованием космической информации // Мони¬
торинг. Безопасность жизнедеятельности. 1997.
№ 1 (9). С. 22-24.
12. Трифонова Т.А., Гришина Е.П., Мищенко Н.В.
Индикация атмосферного техногенного загрязне¬
ния по материалам космофотосъемки // Изв. РАН,
сер геогр. 1997. № 3. С. 126-132.
13. Трифонова Т.А.У Мищенко Н.В. Сравнительный
анализ структуры землепользования различных
природно-территориальных комплексов // Почво¬
ведение. 2002. № 12. С. 1479-1487.
14. Трифонова ТА., Солдатенкова О.П. Оценка эко¬
логического риска загрязнения подземных вод на
основе бассейнового подхода // Геоэкология. 2002.
№ 1. С. 49-56.
15. Филатов М.М. География почв СССР. М.: Учпед¬
гиз, 1945. 343 с.
16. Хортон Р.Е. Эрозионное развитие рек и водосбор¬
ных бассейнов. (Пер. с англ.) М.: ИЛ, 1948. 158 с.
Development of a Basin Approach in Pedological and Ecological Studies
T. A. Trifonova
The potential of the basin concept for studying the development of the soil cover structure in highlands is
shown. A lithological catchment basin is considered as a basic natural geosystem playing an important role in
the biospheric processes of different levels. Based on the basin approach in ecological studies, one can unify
methods and procedures and perform comparative analyses and scientific substantiation of system organization
in soil-ecological monitoring and nature management.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1062-1068
ГЕНЕЗИС
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИВНОСТЬ
В СУБСТАНТИВНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ
ПОЧВ РОССИИ*
© 2005 г. В. Д. Тонконогов1, И. И. Лебедева1, М. И. Герасимова2
почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХ, 109017, Москва, Пыжевский пер., 7
2Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 14.02.2005 г.
Проведен анализ информации об экологических условиях формирования почв, содержащейся в но¬
вой субстантивно-генетической классификации почв России. Показано, что система генетических
горизонтов и признаков способна достаточно полно отражать пространственные изменения клима¬
тических условий, наличие и степень гидроморфизма, особенности современных гидротермических
режимов, присутствие многолетней или длительной сезонной мерзлоты. Поверхностные органо¬
генные и гумусовые горизонты наиболее чувствительны к “внешним” факторам почвообразования
и индифферентны к минералого-гранулометрическому составу почвообразующих пород. Напро¬
тив, срединные и элювиальные горизонты отражают характер внутреннего дренажа почвообразу¬
ющего субстрата и его минералого-химический состав.
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в сфере научных интересов
Г.В. Добровольского значительное место занима¬
ют проблемы генетической классификации почв,
которая аккумулирует современные представле¬
ния не только о строении и свойствах разнообраз¬
ных почв, но и об их происхождении и условиях
формирования. В докладе на Международном
симпозиуме “Классификация почв, 2004” [7]
Г.В. Добровольский поделился своими мыслями о
пути развития этого базового направления гене¬
тического почвоведения, отметив несомненную
важность субстантивной диагностики почв, осо¬
бое внимание уделил необходимости развития
экологической составляющей почвенной клас¬
сификации. По его мнению, представление о
почве не может быть полным без учета условий
почвообразования и экологических функций
почв.
Авторы настоящей публикации, являясь вмес¬
те с Л.Л. Шишовым разработчиками “Классифи¬
кации и диагностики почв России”, в принципе
разделяют эту точку зрения. Ими был предложен
вариант факторной классификации, дополняю¬
щей профильно-генетическую классификацию
почв и основанной “на прямых данных о факто¬
рах почвообразования, значимых для функциони¬
рования почв и определяющих направление и ин¬
тенсивность почвенных процессов” [6].
Вместе с тем, в профильно-генетической
“Классификации и диагностике почв России” [3],
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ
(грант № 03-04-48-285).
где диагностика таксономических единиц практи¬
чески полностью строится на субстантивно-гене¬
тической основе, содержится обширная инфор¬
мация об экологических условиях формирования
почв. Анализ этой информации, наиболее полно
представленной в последнем издании классифи¬
кации и заложенной в системе диагностики гене¬
тических горизонтов и признаков, является це¬
лью настоящей публикации.
АНАЛИЗ ФАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Рассмотрим, насколько полно отражены в ди¬
агностических горизонтах и генетических при¬
знаках, используемых в новой классификации,
факторы почвообразования. При этом следует
иметь в виду, что разные генетические горизонты
и признаки, занимая определенные экологичес¬
кие ниши, имеют различный характер и объем
информации об условиях их формирования. Чем
уже ниша горизонта или признака, чем меньше
его географический ареал, тем большую инфор¬
мацию несет он о том или ином факторе почвооб¬
разования.
Начнем с показателей современной кли¬
матической обстановки, на основании ко¬
торой существенным образом определялась сис¬
тема типов и подтипов в эколого-генетической
классификации почв СССР [2].
Зональность климата и биоты. В табл. 1
представлен набор диагностических горизонтов
почв мезоморфного увлажнения, формирующих¬
ся в условиях умеренно-континентального и кон¬
тинентального климата. Из таблицы следует, что
1062
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИВНОСТЬ
1063
зональность климата и биоты наиболее ясно вы¬
рисовывается по набору поверхностных органо¬
генных и гумусовых горизонтов. Так, в интервале
природных условий от таежной зоны до полупус¬
тыни выстраивается ряд последовательно сменя¬
ющих друг друга экологически информативных
поверхностных горизонтов, маркирующих при¬
родные зоны: подстилочно-торфяных, серо-, тем¬
но-, светло- и ксерогумусовых.
Менее отчетливые закономерности наблюда¬
ются при сопоставлении почв тундры и северной
тайги, с одной стороны, и почв средней тайги - с
другой. Во всех этих почвах наиболее характер¬
ным поверхностным горизонтом является под-
стилочно-торфяный. Однако в тундре наряду с
ним широко распространены другие органичес¬
кие горизонты, а также серогумусовый горизонт.
Каждый из этих горизонтов в отдельности отра¬
жает локальные особенности пространственного
распределения растительного покрова. В то же
время принадлежность почв к тундровой зоне
маркируется только всем спектром названных го¬
ризонтов. Отметим также, что климатические ус¬
ловия зоны широколиственных лесов отражают
два поверхностных горизонта почв - серо- и тем¬
ногумусовый.
Генетические горизонты и признаки в ряде
случаев способны отражать не только климати¬
ческую зональность, но и более дробную прост¬
ранственную дифференциацию климата и биоты
в экотонах. Например, в переходной полосе меж¬
ду средней и южной тайгой при движении с севера
на юг усиливается роль травянистого напочвен¬
ного покрова и происходит последовательное из¬
менение характера поверхностных горизонтов
почв от подстилочно-торфяного до серогумусо¬
вого. Таким образом, в направлении с севера на
юг можно проследить следующие климатически
обусловленные ряды типов и подтипов почв:
- на суглинистых отложениях: подзолистые
типичные —► подзолистые грубогумусиро¬
ванные (или перегнойные) —► дерново-подзо¬
листые;
- на щебнистых и песчаных отложениях:
органо-ржавоземы типичные —► органо-ржа-
воземы грубогумусированные —► ржавоземы
грубогумусовые типичные —► ржавоземы
грубогумусированные —► ржавоземы типич¬
ные (с хорошо развитым серогумусовым гори¬
зонтом) [3].
Гораздо меньшей экологической информатив¬
ностью в отношении природных зон по сравне¬
нию с поверхностными гумусовыми и органо¬
генными горизонтами обладают горизонты
элювиальной толщи (табл. 1). Наименее инфор¬
мативным является подзолистый горизонт, кото¬
рый формируется в широком интервале климати-
Таблица 1. Горизонты мезоморфных почв различных
природных зон
Природные зоны
и подзоны
Диагностические
горизонты почв
Тундра
О, АО, Н, AY, TJ
Е. BHF. CRM. G. CR
Северная и средняя
тайга
О
Е. EL. ВТ. BHF. BFM. CRM. CR
Южная тайга
AY, АО
Е, EL. ВТ. BHF. BFM. ВМ
Широколиственные
AY, AU
леса
Е. AEL. ВТ. BFM, ВМ
Лесостепь и степь
AU
BI. ВСА. BSN. V
Сухая степь
AJ
ВМК. CAT. BSN
Полупустыня
АКТ
ВМК. ВСА
Примечание. Условные обозначения горизонтов: О - под-
стилочно-торфяный, АО - грубогумусовый, Н - перегной¬
ный, АН - перегнойно-темногумусовый, TJ - сухоторфяный,
AY - серогумусовый, AU - темногумусовый, AJ - светлогу¬
мусовый, AKL - ксерогумусовый, АК - криогумусовый; Е -под¬
золистый, EL - элювиальный, AEL - гумусово-элювиальный;
BHF - альфегумусовый, ВТ - текстурный, ВМ - структурно¬
метаморфический, BFM - железисто-метаморфический,
CRM - криометаморфический, BPL - палево-метаморфиче¬
ский, ВМК - ксерометаморфический, ВСА - аккумулятивно¬
карбонатный, CAT - текстурно-карбонатный, BSN - солон¬
цовый, V - слитой, CR - криотурбированный, G - глее вы й,
Q- гидрометаморфический. Подчеркнуты индексы гори¬
зонтов, обладающих высокой экологической информатив¬
ностью.
ческих условий от тундры до широколиственных
лесов включительно.
Элювиальный горизонт, как и подзолистый,
является весьма характерным для почв всей та¬
ежной зоны. В пределах Русской равнины, в пе¬
реходной зоне между средней и южной тайгой
генетические признаки элювиального горизон¬
та подзолистых почв позволяют маркировать из¬
менение климатических условий по мере продви¬
жения с севера на юг: элювиальный горизонт с
микропрофилем подзола сменяется палево-под¬
золистым горизонтом.
В зоне широколиственных лесов элювиальный
горизонт замещается гумусово-элювиальным.
Интересно отметить, что элювиальный гори¬
зонт в экотоне лесотундры является важным ин¬
дикатором смены растительных формаций, кон¬
тролирующих гидротермический режим: он
практически отсутствует под тундровой мохово-
кустарничковой растительностью и является
весьма характерным для почв, развивающихся да-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1064
ТОНКОНОГОВ и др.
Таблица 2. Горизонты почв мезоморфного увлажнения и степень континентальное™ климата
Природные зоны, и особые
климатические регионы,
континентальность
Слабоконтинен¬
тальный
У меренноконтинен-
тальный
Континентальный
Экстраконтинен-
тальный
Тундра
Н, АО, ТГ
ВНР
О, Н, АО,
ВР, СЯМ
AY.GR
А1,
ВРЬ
Северная и средняя тайга
Т],
ВН, ВТ
О, ВНР
ВТ, СИМ
АО
С£, ВНР, ВТ
А1. ВРЬ. ВСА
Южная тайга
АУ, ВНР
АУ, ВНР
АУ, ВНР ,
Широколиственные
(мелколиственные) леса
АУ, Аи
ЕЬМ. ВН
АУ, Аи, АЕЬ,
ВНР
АУ, Аи
АЕЦ ВНР
Аи. ВРЬ. ВСА
Степь и лесостепь
Аи, В1, V,
ВСА, ВБИ,
Аи, В1,
ВСА, ВБИ,
Сухая степь
А1, ВСА
АГ, ВМК,
САТ. ВБЫ
АГ, ВСА, ВБЫ
Полупустыня
АКЬ
ВМК, ВСА
АКЬ,
ВМК, ВСА
Горные луга
АН
Тундро-степи и холодные
степи
АГ, АК
ВРЬ
Примечание. Подчеркнуты индексы горизонтов, наиболее резко реагирующих на различную степень континентальное™
климата; гор. ВН и ВР рассматриваются как различные признаки гор. ВНР.
же под угнетенными низкорослыми островными
лесами.
Срединные горизонты почвенного профиля
также обладают способностью отражать клима¬
тическую зональность (табл. 1). Однако, обладая
меньшей рефлекторностью по отношению к со¬
временной климатической обстановке по сравне¬
нию с поверхностными горизонтами, они по су¬
ществу отражают общие зональные закономер¬
ности климата всего голоцена. В целом наиболее
информативными являются срединные горизон¬
ты почв, формирующихся на субстратах суглини¬
сто-глинистого гранулометрического состава.
Так, характерные для тундровых почв глеевый и
криометаморфический горизонты в таежной зо¬
не постепенно вытесняются текстурным и струк¬
турно-метаморфическим горизонтами, которые
распространяются вплоть до зоны широколист¬
венных лесов включительно.
Экологически наиболее информативными
срединными горизонтами почв лесостепи и степи
являются глинисто-иллювиальный и аккумуля¬
тивно-карбонатный; для сухой степи - ксеромета-
морфический и текстурно-карбонатный горизон¬
ты. Климатические условия полупустыни отра¬
жают ксерометаморфический и аккумулятивно¬
карбонатный горизонты (табл. 1).
Срединные горизонты почв со свободным вну¬
тренним дренажом отличаются весьма слабой
климатической информативностью. Так, ареал
альфегумусового горизонта охватывает тундру и
всю таежную зону; для всей тайги, а также для зо¬
ны широколиственных лесов характерен желези¬
сто-метаморфический горизонт.
Подытоживая анализ отражения природной
зональности различными группами генетических
горизонтов почв, можно заключить, что почвы
каждой природной зоны, как правило, имеют от¬
носительно широкий набор генетических гори¬
зонтов, среди которых выделяются наиболее ин¬
формативные поверхностные, элювиальные и
срединные горизонты, маркирующие соответст¬
вующие зоны (табл. 1).
Гораздо в меньшей степени, чем зональность
климата и биоты, горизонты почвенного профи¬
ля способны отражать фациальные особенности
климата [1], связанные со степенью его конти¬
нентальное™ (табл. 2). Достаточно отчетливо ре¬
агируют на континентальность климата поверх¬
ностные органогенные и гумусовые горизонты
почв холодных гумидных областей, где в авто-
морфных позициях наиболее ярким индикатором
гумидного слабоконтинентального (близкого к
морскому) климата является сухоторфяный гори¬
зонт, а аридного экстраконтинентального - свет¬
логумусовый и криогумусовый.
Гумусово-элювиальный гор. АЕЬ, характер¬
ный для почв широколиственных лесов центра
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИВНОСТЬ 1065
Таблица 3. Генетические горизонты и признаки почв разных природных зон в зависимости от степени гидро¬
морфизма
Природная зона
Нарастание гидроморфизма
1
2
3
4
Тундра
0-G[B]
T-G
TO(G)
Северная и средняя тайга
0-EL-IB]
0-EL-[B]g
T—EL-[B]g-G
TO-(G)
Южная тайга
AY-EL-JB]
AY-EL-[B]g
T-EMB]g-G
TO(TEMG)
Широколиственные леса
AY(AU)-AEL-[B]
AY (AU)-AEL-[B]g
AU-AEL-[B]-G
TO(TEHG)
Степь и лесостепь
AU-[B]
AU—[B](q>
H-Q
TE(TOHG)
Условные обозначения: 1 - мезоморфные почвы, 2 - почвы первой стадии гидроморфизма, 3 - почвы второй стадии гидромор¬
физма, 4 - почвы третьей стадии гидроморфизма; [В] - любой срединный горизонт.
Русской равнины, в менее континентальных усло¬
виях западных и северо-западных областей, сме¬
няется элювиально-метаморфическим гор. ELM.
Срединные горизонты почв, тяготеющие к
относительно континентальным регионам, пред¬
ставлены криотурбированным и палево-мета¬
морфическим горизонтами.
Кроме того, сухие экстра-континентальные
условия определяют формирование под таежной
растительностью палево-метаморфического и
аккумулятивно-карбонатного горизонтов. По¬
следний характерен для почв лесостепи, степи и
сухой степи менее континентальных областей.
Только в условиях сухого и жаркого умеренно¬
континентального климата сухостепных и полу¬
пустынных ландшафтов в почвах формируются
ксерометаморфический и текстурно-карбонат¬
ный горизонты (табл. 2).
Особыми экологическими условиями отли¬
чаются ландшафты горных альпийских и суб¬
альпийских лугов с умеренно-холодным и влаж¬
ным климатом, а также тундро-степей и степей
межгорных впадин и нагорий Восточной Сиби¬
ри с холодным аридным экстра-континенталь-
ным климатом. Специфика климата почв гор¬
ных лугов маркируется перегнойно-темногуму¬
совым горизонтом, который не описан в каких-
либо других ландшафтах. Индикаторами кли¬
мата тундро-степей и холодных степей являют¬
ся также специфический криогумусовый и па¬
лево-метаморфический горизонты криоардных
почв (табл. 2).
Генетические горизонты и признаки способны
отразить проявление гидроморфизма и его
степень. В эколого-генетической классификации
диагностическими критериями для их выделе¬
ния служили не столько особенности генетиче¬
ских горизонтов, сколько глубина залегания
грунтовых вод или верховодки; в новой класси¬
фикации - исключительно субстантивные пока¬
затели твердой фазы почв. Они реализуются в на¬
боре поверхностных (органогенных и гумусовых)
и срединных горизонтов, а также генетических
признаков (табл. 3). В срединных горизонтах на¬
чальной стадии гидроморфизма соответствуют
признаки оглеения или гидрометаморфизации,
которые в дальнейшем усиливаются и приводят к
формированию глеевого или гидрометаморфиче¬
ского горизонта. В тундровых и таежных почвах
образуется еще и торфяный горизонт, а в почвах
лесостепи и степи - перегнойный горизонт. На за¬
ключительной болотной стадии переувлажнения
профиль почв состоит из олиготрофно- или эут-
рофно-торфяного горизонта, который может
подстилаться глеевой толщей.
В почвенном профиле находят отражение так¬
же некоторые особенности современных
почвенных режимов. Наиболее ярким
примером являются разнообразные формы кар¬
бонатных новообразований, определенные соче¬
тания которых в профиле черноземов свидетель¬
ствуют о характере и длительности увлажнения и
иссушения почв, особенностях внутрипрофильно-
го перераспределения влаги, соотношении нисхо¬
дящих и восходящих токов влаги, концентрации
почвенных растворов, скорости и особенностях
их испарения. Формы карбонатных новообразо¬
ваний и их последовательная смена в пределах
профиля учитываются как генетические призна¬
ки, позволяющие выделять ряд подтипов черно¬
земов, формирование которых связано с особен¬
ностями современных гидротермических режи¬
мов [5].
Выпотной тип гидротермического режима ре¬
ализуется в условиях близкого залегания минера¬
лизованных грунтовых вод и диагностируется се¬
рией солончаковых горизонтов. Резкая смена
окислительно-восстановительных условий —
следствие контрастного водного режима, в поч¬
вах таежных ландшафтов диагностируется гене¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1066
ТОНКОНОГОВ и др.
тическими признаками, представляющими собой
различные формы сегрегации железа и марганца.
К ним относятся Бе-Мп конкреции, различные ви¬
ды плотных гидрогенных цементаций (рудяки и
псевдофибры), обогащенные оксидом железа
пятна “окисленного глея”. Перечисленные осо¬
бенности внутригоризонтной миграции и сегрега¬
ционной аккумуляции оксидов железа представ¬
лены в новой классификации на подтиповом
уровне.
Важным для функционирования почв является
наличие в их профиле многолетней или
длительной сезонной мерзлоты. В
рассматриваемой субстантивно-генетической
классификации такие чисто факторные показа¬
тели, как наличие в профиле на определенной
глубине льдистой мерзлоты, а также длитель¬
ность промерзания - отсутствуют.
Вместе с тем, субстантивные показатели крио¬
генных процессов послужили основой для выде¬
ления двух диагностических горизонтов и ряда ге¬
нетических признаков. Так, минеральная часть
профиля длительно промерзающих почв в ре¬
зультате криогенеза приобретает рассыпчатую,
угловато-крупитчатую мерзлотную структуру,
что позволяет использовать этот показатель в ка¬
честве диагностического критерия криометамор-
фического горизонта. Другой горизонт - крио-
турбированный - отражает активное криогенное
перемешивание минерального и органического
материала почв. Соответствующие признаки поз¬
воляют на подтиповом уровне отразить различ¬
ные стадии криогенного перемешивания - вихре¬
вой рисунок криотурбаций минеральной массы и
погребенных фрагментов органогенных горизон¬
тов, а также криогенную гомогенизацию органи¬
ческого и минерального материала. Выделен спе¬
циальный признак, диагностирующий криоген¬
ное ожелезнение периферии глеевого горизонта,
вызванное миграцией железа к фронту промерза¬
ния. В системе генетических признаков нашли от¬
ражение деструкция и оземление органического
материала торфяных бугров, сформировавшихся
в результате мерзлотного пучения и отрыва от
грунтовых вод.
В “Классификации и диагностике почв Рос¬
сии” [3] гораздо в большей степени, чем в эколо¬
го-генетической классификации [2], отражаются
особенности такого важного фактора почвообра¬
зования, как минералого-грануломет¬
рический состав почвообразующих
пород. Напомним, что в эколого-генетической
классификации порода учитывается преимущест¬
венно на родовом уровне и в основном непосред¬
ственно, без отражения свойств, ею определяе¬
мых. Например, выделяются: пестроцветные,
глинисто-мергелистые, карбонатные, глубокога-
лечниковые и другие подобные роды. В субстан¬
тивно-генетической классификации особенности
пород учитываются опосредованно, через систе¬
му горизонтов и признаков, своеобразие которых
они контролируют.
Поверхностные органогенные и гумусовые го¬
ризонты, адекватно реагирующие на климатиче¬
ские условия и степень гидроморфизма, весьма
индифферентны к минералого-гранулометричес¬
кому составу почвообразующих пород и способ¬
ны отражать лишь богатство субстрата кальци¬
ем. Например, в условиях средней тайги, где гос¬
подствуют подзолистые почвы с поверхностным
подстилочно-торфяным горизонтом, на карбо¬
натных породах могут формироваться органо-ак¬
кумулятивные почвы с серогумусовым (дерно¬
вым) или темногумусовым горизонтом.
Существенно большей способностью отра¬
жать особенности литолого-гранулометрическо-
го состава почвообразующих пород обладают ми¬
неральные горизонты почв - элювиальные и,
особенно, срединные. Принципиально разные
минеральные горизонты формируются в зави¬
симости от характера внутреннего дренажа
почвообразующего субстрата. Так, в почвах
гумидного климата свободный внутренний дре¬
наж, характерный для песчаных и щебнистых
суглинистых отложений, контролирует образова¬
ние подзолистого, альфегумусового и железисто¬
метаморфического горизонтов. На основании на¬
званных горизонтов выделяются отделы альфе-
гумусовых и железисто-метаморфических почв.
В почвах со свободным внутренним дренажом об¬
ластей аридного и субаридного климата средин¬
ные горизонты не образуются.
Все остальные срединные горизонты диагнос¬
тируют условия затрудненного внутреннего дре¬
нажа.
Срединные горизонты, на основании которых
диагностируются отделы - классификационные
выделы высокого таксономического уровня, спо¬
собны отражать достаточно тонкие различия в
гранулометрическом составе. Наиболее яркой
иллюстрацией этого тезиса является серия прин¬
ципиально различных срединных горизонтов
почв, формирующихся в автономных мезоморф¬
ных условиях северной и средней тайги, которые
достаточно четко привязаны к определенному
гранулометрическому составу почвообразующих
пород (табл. 4).
Срединные горизонты и некоторые их генети¬
ческие признаки могут отражать особенности пе¬
трографо-минералогического и/или химического
состава почвообразующего субстрата: формиро¬
вание слитого горизонта в почвах теплого пере¬
менно-влажного климата вызвано высоким со¬
держанием в почвообразующем субстрате илис-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИВНОСТЬ
1067
Таблица 4. Гранулометрический состав и срединные
горизонты в почвах средней и северной тайги
Г ранулометрический
состав
Срединные горизонты
Пески и щебнистые
отложения
Альфегумусовый - BHF
Легкие суглинки
Криометаморфический - CRM
Средние и тяжелые
суглинки
Текстурный - ВТ
Глины
Структурно-метаморфичес¬
кий-ВМ
той фракции преимущественно смектитового
состава; при одинаковых условиях увлажнения
подзолов и подбуров иллювиально-гумусовая мо¬
дификация альфегумусового горизонта свиде¬
тельствует об относительно высоком содержании
в почвообразующей породе железосодержащих
минералов, а иллювиально-железистая - напро¬
тив, об относительно низком; повышенное содер¬
жание вулканического стекла в основных почво¬
образующих породах находит отражение в появ¬
лении охристого признака альфегумусового
горизонта одноименных подбуров и подзолов;
высокое содержание оксалаторастворимых форм
железа в суглинистых отложениях, содержащих
продукты выветривания основных пород, прояв¬
ляется в формировании гранулированной струк¬
туры железисто-метаморфического горизонта
грануземов.
В наибольшей степени петрографо-минерало¬
гический состав почвообразующих пород отра¬
жен в слаборазвитых почвах, в профиле которых
формируется лишь один горизонт - гумусово-сла¬
боразвитый или подстилочно-торфяный. Педо-
генная проработка этих образований настолько
слаба, что все их свойства по существу определя¬
ются особенностями почвообразующих пород.
Об этом свидетельствуют их “литогенные” назва¬
ния: пелоземы - на рыхлых отложениях тяжело¬
го гранулометрического состава, псаммоземы -
на песках, петроземы - на плотных силикатных
породах или их щебне, карбо-петроземы - на
плотных карбонатных породах, гипсо-петроземы -
на плотных гипсах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Один из идеологов и авторов эколого-генети¬
ческой “Классификации и диагностики почв
СССР” Е.Н. Иванова в частной беседе, состояв¬
шейся лет 40 назад, расценивала привлечение
факторов почвообразования для диагностики
почв как вынужденную и временную меру. Она
считала, что мы еще не научились распознавать
в свойствах почв все различия, вызванные про¬
странственными изменениями различных фак¬
торов почвообразования.
Мы полагаем, что в настоящее время появи¬
лись достаточные возможности для распознава¬
ния экологически значимых субстантивных поч¬
венных свойств. Об этом свидетельствует анализ
экологической информации, заложенной в про¬
фильно-генетической классификации почв стра¬
ны, особенно в ее последнем издании [3], отлича¬
ющимся существенно расширенным спектром
экологически значимых диагностических гори¬
зонтов и признаков.
Проведенный анализ позволил заключить, что
система генетических горизонтов и признаков
способна достаточно полно отражать современ¬
ные факторы почвообразования и связанные с
ними почвенные процессы, а также суммарный
эффект непрерывного голоценового почвообра¬
зования.
Горизонты реагируют на зонально-подзональ-
ные и фациальные изменения климатических ус¬
ловий, наличие и степень гидроморфизма, на осо¬
бенности современных гидротермических и окис¬
лительно-восстановительных режимов, а также
на присутствие многолетней или длительной се¬
зонной мерзлоты. В горизонтах и признаках на¬
ходит свое отражение характер внутреннего дре¬
нажа почвообразующего субстрата и его минера¬
лого-химический состав.
Среди широкого спектра диагностических го¬
ризонтов, используемых в новой классификации
и обладающих различной информацией об усло¬
виях их формирования, выделяются горизонты
наиболее информативные по отношению к тому
или иному фактору почвообразования.
Каждая группа генетических горизонтов (поверх¬
ностных органогенных, элювиальных и срединных)
выполняет определенную диагностическую функ¬
цию. Поверхностные органогенные (гумусовые) го¬
ризонты, обладая непродолжительными характер¬
ными временами, чутко реагируют на изменения
климатических условий, нарастание гидромор¬
физма, сукцессионную смену растительного по¬
крова, но, за редким исключением, индифферент¬
ны к минералого-гранулометрическому составу
почвообразующих пород.
Срединные и в гораздо меньшей степени элю¬
виальные горизонты также способны отражать
наиболее значимые различия климата, однако в
гораздо большей степени они реагируют на свой¬
ства почвообразующего субстрата - характер его
внутреннего дренажа, гранулометрический и хи¬
мико-минералогический состав.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1068
ТОНКОНОГОВ и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Герасимов И.П. О почвенно-климатических фаци¬
ях равнин СССР и прилегающих стран // Тр. Поч¬
венного ин-та им. В.В. Докучаева. Ленинград,
1933. Т. 8. Вып.5. 38 с.
2. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Ко¬
лос, 1977. 223 с.
3. Классификация и диагностика почв России. Смо¬
ленск: Ойкумена, 2004. 343 с.
4. Классификация почв России. М.: Почвенный ин-т
им. В.В. Докучаева, 1997. 235 с.
5. Лебедева Я. Я., Овечкин С.В, Карбонатный про¬
филь восточноевропейских черноземов // Тр. Поч¬
венного ин-та им. В.В. Докучаева РАСХН. М.,
2003.
6. Лебедева И.И., Тонконогов В Л., Герасимова М.И.
Опыт разработки факторной классификации
почв // Почвоведение. 2000. № 2. С. 148-157.
7. Dobrovolskiy G.V. Once more about the bases of soil.
Soil Classification 2004: Abstract, presented to the Inter¬
national Conference. Petrozavodsk, 2004. 144 p.
Environmental Information in the Substantive-Genetic
Classification System of Russian Soils
V. D. Tonkonogov, 1.1. Lebedeva, and M. I. Gerasimova
Environmental information contained in the new substantive-genetic classification system of Russian soils is
analyzed. It is shown that the system of genetic horizons and diagnostic features of soils makes it possible to
characterize spatial changes in the character of environmental parameters, including climatic conditions, the
presence and the degree of soil hydromorphism, the character of soil temperature and water regimes, and the
presence (or absence) of permafrost and long-term soil freezing. The surface organic and humus horizons are
very sensitive to the external (climatic) parameters of the environment and relatively indifferent to the miner-
alogical composition and texture of the soil-forming rocks. In contrast, the eluvial horizons and the horizons in
the middle part of the soil profile are sensitive to the degree of internal drainage of the soil-forming material
and its chemical and mineralogical compositions.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№9
2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1069-1079
АНТРОПОГЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ
И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 631.4
АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ ПОЧВЫ
ОСТРОВНЫХ МОНАСТЫРЕЙ ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ РОССИИ
© 2005 г. И. С. Урусевская1, Н. Н. Матинян2
Факультет, почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119899, Москва, Ленинские горы
2Биологический институт Санкт-Петербургского ГУ, 198504,
Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Ораниенбаумское шоссе, д.2
Поступила в редакцию 24.02.2005 г.
Выявлены и охарактеризованы основные морфотипы антропогенно-преобразованных почв ост¬
ровных монастырей таежно-лесной зоны России. Установлены морфолого-химические изменения
почв в культуре путем сопоставления с естественными почвами, сформированными в аналогичных
литолого-геоморфологических условиях. Обоснована и дополнена классификация антропогенно-
преобразованных почв, рассмотрены направления антропогенной эволюции.
Одним из важнейших направлений в научном
творчестве Г.В. Добровольского является разви¬
ваемое им учение о структурно-функциональной
роли почв в наземных экосистемах и биосфере
Земли в целом. Оно служит фундаментом для
разработки основ стратегии охраны, использова¬
ния и повышения биологической продуктивности
почвенного покрова Земли в целях поддержания
устойчивости биосферы и прогрессивного разви¬
тия общества. Для достижения этой цели необхо¬
димо усиление фундаментальных, методических
и прикладных почвенно-экологических исследо¬
ваний по многим направлениям. В числе их вид¬
ное место принадлежит изучению антропогенной
эволюции почвенного покрова и разработке про¬
гноза его состояния на перспективу.
Антропогенной трансформации подверглись
огромные пространства естественных почв. Фор¬
мы и результаты воздействия человека на поч¬
венный покров чрезвычайно разнообразны и за¬
висят от физико-географических условий,
свойств самих почв и способов их использования.
В связи с широким распространением деградации
почв при сельскохозяйственном освоении очень
значимой становится проблема изучения характе¬
ра и направления изменения процессов и свойств
почв, используемых в сельском хозяйстве, выяв¬
ления возможных путей их эволюции при антро¬
погенном воздействии.
Ценным объектом для изучения антропоген¬
ного преобразования почв являются почвы древ¬
них монастырей. Интерес к ним вызван рядом
причин: 1) длительной и известной историей зем¬
ледельческого использования при оптимальном
уровне агротехники, 2) использованием под раз¬
личные виды угодий (огороды, сады, парки, куль¬
турные луга, пашни), 3) разнообразием профилей
почв, связанным как с разной степенью транс¬
формации естественных почв, так и с созданием
вблизи соборов искусственных насыпных почв.
Цель настоящего сообщения - выявить основ¬
ные морфотипы антропогенно-преобразованных
почв (АПП) древних островных монастырей та¬
ежно-лесной зоны, дать их морфолого-химичес¬
кую характеристику и обсудить некоторые во¬
просы эволюции и классификации этих почв.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводились на территории че¬
тырех островных монастырей: Соловецкого, Ва¬
лаамского, Иверского и Ниловой пустыни.
Соловецкий монастырь, основанный в 1429 г.,
расположен в подзоне глееподзолистых почв и
подзолов северной тайги. Он находится в Архан¬
гельской обл. на Соловецких островах в юго-за¬
падной части Белого моря. Рельеф острова грядо¬
во-холмистый с многочисленными озерными
котловинами. В почвенном покрове преобладают
подзолы на моренных сильно завалуненных отло¬
жениях легкого гранулометрического состава в
сочетании с подзолами глеевыми и болотными
торфяными почвами. Монастырское хозяйство
на Соловецких островах интенсивно развивалось
вплоть до начала XX века. Одним из центров
сельского хозяйства на Большом Соловецком ос¬
трове была Макарьева пустынь. Во времена рас¬
цвета монастыря здесь были оборудованы оран¬
жереи и ботанический сад с яблонями, сиренью,
розами, были сделаны парники. В настоящее вре¬
мя эта территория носит название Ботанический
сад. Здесь сохранился фруктовый сад, выращива¬
ются редкие виды растений.
Валаамский монастырь расположен на остро¬
вах Валаамского архипелага в Ладожском озере в
подзоне подзолистых почв средней тайги. Рельеф
1069
1070
УРУСЕВСКАЯ, МАТИНЯН
островов денудационно-тектонический, сильно
расчлененный. В растительном покрове преобла¬
дают сосновые и еловые среднетаежные леса с
участием неморальных элементов - клена, липы,
вяза и многих травянистых видов. На вершинах и
склонах сельг на элюво-делювии габбро-диаба¬
зов образуются буроземы иллювиально-гумусо¬
вые и подбуры. К нижним частям склонов и пони¬
жениям, сложенным обедненными моренными и
озерными песками и супесями, приурочены под¬
золистые почвы, имеющие ограниченное распро¬
странение. В условиях затрудненного дренажа в
лощинах и понижениях, окаймляющих заливы
внутренних озер, формируются болотно-подзолис¬
тые, дерново-глеевые и болотные почвы [6,8,9].
Сельскохозяйственное освоение почв Валаама
связано с деятельностью открытого в XIV веке
Спасо-Преображенского монастыря, достигшего
наивысшего расцвета в начале XIX в. К середине
XIX в. силами монахов было налажено образцо¬
вое хозяйство: сеяли зерновые, разводили скот,
осушали переувлажненные земли, занимались
посадками интродуцентов. При главных храмо¬
вых комплексах были разбиты сады и огороды.
Иверский монастырь и Нилова пустынь распо¬
ложены в зоне дерново-подзолистых почв южной
тайги на Валдайской возвышенности. Иверский
монастырь, основанный в 1653 году патриархом
Никоном, находится в Новгородской обл. на о.
Руднев в Валдайском озере. Остров представляет
собой озовидную гряду, сложенную флювиогля-
циальными и озерно-ледниковыми песками, час¬
то карбонатными. Площадь комплекса Иверско-
го монастыря в пределах стен составляет 5.7 га,
периметр (по наружному обводу стен) - 1050 м.
Монастырь Нилова пустынь, основанный в
1594 г., находится в Тверской обл. на острове
Столбный в озере Селигер в 7.5 км к северу от г.
Осташков. По берегам Селигера и на островах
господствуют дерново-подзолы иллювиально¬
железистые под сосновыми лесами. Остров
Столбный невелик по площади, его периметр со¬
ставляет 1430 м. Почвообразующие породы пред¬
ставлены озерно-ледниковыми песками, нередко
карбонатными. Церкви, жилые и хозяйственные
здания монастыря образуют великолепный архи¬
тектурный ансамбль. Весь остров окружен гра¬
нитной набережной. В период расцвета монасты¬
ря на острове были созданы липовый парк и ли¬
повые аллеи, огород, фруктовый сад, в котором в
начале XVII в. насчитывалось до 400 яблонь [14].
После революции в разные годы все монастыри
закрыли. Сельскохозяйственные земли были за¬
брошены, сады частично вырублены. Деятель¬
ность монастырей возобновилась в 90-х годах
XX века.
Для выполнения поставленных задач на остро¬
вах под разными видами угодий было заложено
более 100 почвенных разрезов. Чтобы выявить
изменения почв под влиянием хозяйственной дея¬
тельности, параллельно антропогенным почвам в
аналогичных литолого-геоморфологических
условиях под естественной растительностью в
качестве эталонов закладывались разрезы це¬
линных почв. Химические свойства почв опреде¬
лялись стандартными методами [1], грануломет¬
рический анализ выполнен пирофосфатным ме¬
тодом. Подвижные формы фосфора и калия
определялись по Кирсанову, а в разрезах 2/98,
3/98,40 и 42 - по Мачигину. За основу классифи¬
кации АПП принята классификация почв России
[5] с некоторыми дополнениями и коррективами.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Проведенные исследования показали, что по
особенностям морфологического строения про¬
филей антропогенные почвы монастырей можно
разделить на несколько групп:
1) поверхностно-преобразованные: а) агроес-
тественные почвы, в которых под антропогенно-
преобразованным горизонтом сохраняются пол¬
ностью или частично в ненарушенном состоянии
горизонты естественных почв, позволяющие
идентифицировать АПП по аналогии с природ¬
ными почвами, имеющими сходное строение; б)
поверхностно-стратифицированные естествен¬
ные почвы;
2) глубокопреобразованные почвы: а) агрозе-
мы, в которых агрогенно-преобразованные гори¬
зонты залегают на сохранившемся срединном го¬
ризонте естественных почв, включающемся в на¬
звание (агроземы альфегумусовые, агроземы
иллювиально-метаморфические), или непосред¬
ственно на почвообразующей либо подстилаю¬
щей породе (агроземы собственно); б) агроземы
стратифицированные;
3) новообразованные почвы: стратоземы и аг-
ростратоземы - почвы, в которых поверхност¬
ные горизонты сформированы в толще привне¬
сенного (стратифицированного) материала мощ¬
ностью более 40 см при сохранении или срезке
частично, либо полностью горизонтов естествен¬
ных почв;
4) урбипочвы, в которых вся толща представ¬
лена слоями, искусственно созданными челове¬
ком, не сопряженными генетически и состоя¬
щими из смеси мелкозема и специфических ант¬
ропогенных включений в виде строительных
материалов, поверх которых располагается гуму¬
сированный горизонт.
Агроестественные почвы распространены
преимущественно на значительном удалении от
монастырских построек. На Валааме они встре¬
чаются главным образом под лугами (бывшие
пашни) в межгрядовых понижениях на относи¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ ПОЧВЫ ОСТРОВНЫХ МОНАСТЫРЕЙ
1071
тельно мощных мелкоземистых нещебнистых от¬
ложениях. Они сформированы в результате по¬
верхностной трансформации преимущественно
дерново-глеевых (глееватых), реже подзолистых,
большей частью глееватых, почв в агродерново-
глеевые и агродерново-подзолистые. Эти почвы
имеют хорошо выраженный гомогенный пахот¬
ный горизонт мощностью 20-25 см, содержащий
2.5-6.5% гумуса фульватно-гуматного типа, со¬
стоящий из полностью перемешанных поверхно¬
стных горизонтов целинных почв. Ниже сохраня¬
ются типовые черты исходных естественных
почв. Антропогенные включения, как правило,
отсутствуют. Почвы дренированы открытыми
канавами.
В качестве примера эволюции природных
почв в агроестественные в таблице сопоставлены
свойства фоновой глубокоподзолистой поверхно-
стно-глееватой почвы (разр. 1/92) под елово-бе¬
резовым лесом и агродерново-подзолистой поч¬
вы (разр. 2/92) под культурным лугом (бывшая
пашня). Почвы сформированы в одинаковых гео¬
морфологических условиях на морене, подстила¬
емой плитой габбро-диабаза, в непосредственной
близости друг от друга. Из приведенных данных
отчетливо видно, что окультуривание подзолис¬
той почвы выражается в возрастании процентно¬
го содержания и запасов гумуса, заметном увели¬
чении содержания гуминовых кислот (С гк/С фк
больше 1) в гор. Р, уменьшении кислотности, уве¬
личении содержания обменных оснований и сте¬
пени насыщенности ими, лучшей обеспеченности
подвижными формами фосфора и калия.
Дерново-глеевые почвы формируются на
озерно-ледниковых и озерных отложениях раз¬
личного гранулометрического состава - от пес¬
ков до глин, часто слоистых, или с близким под-
стиланием плитой габбро-диабаза. Дерново-глее¬
вые почвы Валаама под естественной лесной
растительностью характеризуются гумусовым
горизонтом мощностью от 20 до 34 см, отличаю¬
щимся высокой степенью оструктуренности. Со¬
держание гумуса колеблется от 4 до 10% в зависи¬
мости от гранулометрического состава, тип гуму¬
са гуматно-фульватный (С гк/С фк = 0.8-0.9).
Почвы кислые, насыщенность основаниями 65-
75% [12].
Статистическая обработка массовых данных
(п = 75) по морфологии дерново-глеевых почв,
полученных при картографировании сельскохо¬
зяйственных угодий острова, показала, что сред¬
нее значение мощности пахотного горизонта рав¬
но 22 см, а доверительный интервал среднего при
Р=95% лежит в пределах 20-23 см. Агродерново-
глеевые почвы в гор. Р содержат гумуса 4-5% и
более, имеют кислую реакцию (pH солевой вы¬
тяжки 4.0-5.5). Сумма обменных Са и колеб¬
лется от 15 до 60 мг-экв, а степень насыщенности
основаниями составляет 60-80%. Почвы характе¬
ризуются высокой и средней обеспеченностью
подвижными формами фосфора и калия.
Особый вариант интенсивного поверхностно¬
го преобразования почв представляют стратифи¬
цированные естественные почвы. Они формиру¬
ются в садах и при посадках интродуцентов в ре¬
зультате насыпания гумусированного материала
мощностью до 40 см на поверхность естествен¬
ных подзолов. В качестве примера в таблице при¬
ведены данные по характеристике свойств тор-
фянисто-глеевого подзола под еловым лесом
(разр. 10/92) и подзола глеевого гумусово-стра¬
тифицированного мелиорированного (разр. 6/92)
под посадками дуба более чем 110-летнего возра¬
ста (Игуменская роща). Почвы сформированы на
озерно-ледниковых отложениях и расположены в
аналогичных условиях рельефа в непосредствен¬
ной близости друг от друга. Стратифицирован¬
ный горизонт ЬШ мощностью 38 см характеризу¬
ется высоким содержанием гумуса фульватно-гу¬
матного состава, увеличением содержания
подвижных форм фосфора и калия, улучшением
структурного состояния по сравнению с верхними
горизонтами естественного подзола. Однако, по-
видимому, вследствие использования для окуль¬
туривания торфа он имеет высокую кислотность
и низкую насыщенность основаниями.
Другой аналогичный пример формирования
АПП представляет стратифицированный агро¬
подзол (разр. 30), описанный на Соловках в Бота¬
ническом саду, расположенном в межгрядовом
понижении в 4 км от Кремля. Разрез заложен в
начале склона моренной гряды под разнотравно¬
злаковой растительностью (заброшенные гряд¬
ки) и образован насыпанием толщи грунта мощ¬
ностью 38 см на подзол. На вершине противопо¬
ложной гряды в ельнике чернично-зеленомош-
ном заложен разр. 36 - подзол супесчаный на
морене, который может служить эталоном це¬
линной почвы. Почвы обоих разрезов характери¬
зуются кислой реакцией, ненасыщенностью по¬
глощающего комплекса, низким содержанием гу¬
муса, которое несколько увеличивается в
агрогумусовом гор. Р в сравнении с естественным
подзолом (таблица).
Глубокопреобразованные почвы - агроземы -
сосредоточены, как правило, около соборов, пре¬
имущественно в садах.
На Валааме соборы стоят на выровненных
вершинах гряд. Естественные почвы, сформиро¬
ванные на маломощном щебнистом элюво-делю-
вии габбро-диабазов, представлены подбурами и
буроземами иллювиально-гумусовыми. Бурозе¬
мы под лесом характеризуются профилем типа
0(А0)-А1-ВМтп-ВС-0. Мощность гор. А1 со¬
ставляет 9-12 см, а общая мощность профиля
30-60 см. Содержание гумуса в гор. А1 высокое
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
Свойства естественных и антропогенно-преобразованных почв монастырей
№
раз-
Название почвы,
угодье, местопо-
Горизонт,
глубина, см
Гумус,
%*
Сгк/Сфк
Запас гу¬
муса, т/га
в слоях, см
0-20
рн
Гидроли¬
тическая
кислот¬
ность
Обменные
Са2++М^+
Степень
насыщен¬
ности
Подвижные
формы,
мг/100 г почвы
Содержание
фракций, %, раз¬
мер частиц, мм
реза
ложение
0-50
0-100
основани-
н2о
КС1
мг-экв/100 г почвы
ями, %
р2о5
к2о
<0.001
<0.01
1/92
Глубоко-
АО
0-4
2.5
0.7
25
4.5
3.7
17.3
14.4
45
32.2
16.0
11
28
подзолистая
AEL
4-10
1.0
0.5
50
4.6
3.7
17.3
12.5
42
31.6
12.0
8
25
поверхностно-
AEL
10-16
0.9
0.3
4.7
3.8
16.9
12.5
43
36.0
15.0
6
21
глееватая,
ELg
16-34
0.2
0.1
4.9
3.8
8.8
9.6
52
43.9
6.5
7
21
лес, Валаам
BI
34-54
0.7
0.1
6.1
4.4
5.4
14.4
73
66.4
7.0
8
19
2/92
Агродерново-
Р1
0-13
4.2
1.1
108
5.2
4.4
13.3
17.7
57
49.5
20.0
7
20
подзолистая
Р2
13-25
4.1
1.0
248
5.7
4.7
10.5
16.7
61
50.9
19.0
6
17
поверхностно-
ELg
25-43
3.3
0.4
6.3
4.7
4.4
12.0
73
37.2
5.5
7
27
слабоглееватая,
В1
43-60
0.9
0.2
6.8
5.1
3.3
13.9
81
54.1
6.0
10
23
культурный
луг, Валаам
В2
60-75
0.2
0.1
6.9
5.5
2.8
14.8
84
80.2
6.5
8
16
10/92
Подзол торфя-
Т1
2-9
83.6*
—
13
3.9
3.1
17.3
_
нисто-глеевый
Т2
9-12
77.5*
—
46
4.6
3.3
16.3
_
альфегумусовый,
Eg
12-25
0.3
0.2
5.2
3.5
13.7
3.0
29
16.2
2.0
1
5
лес, Валаам
Bf
25-56
0.9
0.1
5.4
3.8
6.0
3.9
40
10.1
1.0
2
5
6/92
Cg
56-92
0.2
-
5.2
4.0
9.2
5.8
39
12.9
4.0
7
34
Подзол глеевый
RUI
2-7
10.0
1.5
172
4.3
3.5
17.3
3.9
18
32.6
8.0
3
5
гумусово-страти¬
RU2
7-12
8.8
1.5
317
4.6
3.7
15.2
3.4
18
25.7
5.5
1
3
5
фицированный,
RU3
12-24
8.1
1.3
361
4.7
3.8
13.6
3.4
20
30.2
5.5
5
дубовые посадки,
Валаам
RU4
24-38
7.4
0.9
5.1
3.8
11.5
3.9
25
18.3
4.0
3
5
E
38-49
0.2
0.5
5.7
4.2
5.7
3.0
35
14.2
2.5
1
3
Bf
49-80
0.7
0.2
5.3
4.1
8.1
2.5
24
9.6
2.0
2
BC
80-96
0.2
0.1
5.6
4.1
5.5
3.9
42
10.4
2.0
1
3
30
Подзол страти¬
Cg
96-120
0.2
—
6.3
4.2
3.3
15.7
1.0
1
3
Pd
0-8
3.5
1.1
43
6.0
4.5
2.2
15.8
88
20.9
4.9
5
12
фицированный,
сад, Соловки
P
RY
0-22
22-38
1.3
1.0
0.6
0.3
79
120
5.9
6.0
4.3
4.3
2.5
2.5
6.5
6.0
72
71
20.9
30.8
3.0
2.8
5
4
14
12
E
38-50
0.7
0.1
6.3
4.5
1.4
6.6
83
14.4
2.0
2
7
Bf
50-68
1.0
0.2
6.0
4.4
2.6
7.5
75
24.7
3.8
6
13
BC
68-84
0.4
0.1
6.3
4.8
1.3
6.6
83
23.4
2.5
4
12
5/90
Бурозем иллю¬
c
94-102
0.2
0.1
6.5
5.4
0.3
7.0
96
24.5
3.0
3
12
Al
0-12
9.1
0.4
—
5.4
4.2
14.0
14.6
52
9
21
виально-гумусо¬
Bhfm
12-28
2.9
0.3
5.6
4.0
11.6
14.3
56
6
17
9/92
вый, лес, Валаам
BC
28-39
2.4
0.2
5.4
3.8
7.5
12.1
62
5
13
Агрозем иллю¬
Pur
0-18
3.4
1.4
21
6.2
5.3
6.7
29.8
82
53.0
29.0
2
11
виально-мета¬
PBhfm 18-32
2.2
1.0
150
6.7
5.8
4.4
28.6
87
30.9
23.5
1
9
морфический
урбостратифи-
Bhfm
32-59
0.9
0.5
6.5
5.4
4.7
17.6
79
67.9
18.5
1
8
цированный,
пашня, Валаам
1072 УРУСЕВСКАЯ, МАТИНЯН
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
Таблица. Продолжение
№
раз¬
реза
Название почвы,
угодье, местопо¬
ложение
Горизонт,
глубина, см
Гумус,
%*
Сгк/Сфк
Запас гу¬
муса, т/га
в слоях, см
0-20
0-50
0-100
pH
Гидроли¬
тическая
кислот¬
ность
Обменные
Ca2+ + Mg2+
Степень
насыщен¬
ности
основани-
ями, %
Подвижные
формы,
мг/100 г почвы
Содержание»
фракций, %, раз¬
мер частиц, мм
н2о
КС1
мг-экв/100 г почвы
р2о5
к2о
<0.001
<0.01
8/90
Агрозем иллю-
Pur
0-14
10.2
1.8
127
6.8
6.5
2.8
61.3
96
40.0
29.0
4
9
виально-мета-
Pur
14-26
94
1.3
241
6.7
6.0
3.5
56.0
96
36.0
31.0
7
18
морфический
RUur
26-40
74
1.3
6.8
6.0
3.2
40.9
93
46.0
37.0
8
13
уроостратифи-
Bhfm
40-55
1.4
0.5
7.2
—
1.9
34.7
95
25.0
20.0
7
13
цированный,
сад, Валаам
7/98
Подбур
о
0-5
-
-
55
5.0
4.2
76.2
-
-
-
-
-
-
оподзоленный,
АО
5-7
39.8
—
79
4.6
3.3
97.4
24.0
20
11.5
46.2
—
—
лес, Иверский
АЕ
7-8
6.1
—
95
4.0
3.0
17.0
7.5
31
1.8
20.4
3
10
монастырь
Bhf
8-17
1.6
—
5.2
3.9
9.8
4.5
31
6.8
7.3
3
8
Bf
17—42
1.0
—
5.2
4.0
6.1
1.5
20
20.5
6.4
4
10
ВС
42-62
0.2
—
6.0
5.0
1.9
0.5
21
15.1
3.8
2
6
с
80-120
0.2
—
6.2
5.5
1.2
2.8
70
23.1
2.4
1
4
с
140-150
0.1
—
8.4
—
0
2.0
—
38.4
3.4
0.4
3
с
150-170
0.1
—
8.5
—
0
—
—
—
—
—
—
3/98
Агрозем
Pur
0-20
4.6
0.7
86
7.7
-
1.0
8.3
89
8.4
7.2
4
8
альфегумусовый
Bf
22-34
0.7
0.5
110
7.5
—
0.7
3.5
83
3.5
4.8
3
6
урбостратифи-
B1
35-65
0.2
0.5
124
7.4
—
0.6
4.5
88
2.2
3.6
3
5
цированный, за¬
В2
80-100
0.2
0.3
7.4
—
0.5
3.0
86
следы
4.8
3
6
лежь, Иверский
ВС
120-130
0.1
0.4
7.4
_
0.3
3.5
92
6.0
4
6
монастырь
36
Подзол альфе¬
АЕ
5-8
0.9
0.7
25
5.4
3.4
4.7
2.4
34
5.5
10.3
3
8
гумусовый, лес,
Е
8-23
0.9
0.6
49
6.1
3.5
1.3
0.8
39
4.2
2.7
1
9
Соловки
Bhf
23-45
0.9
0.6
121
5.9
4.3
2.4
1.3
36
18.3
3.4
4
12
Bf
45-63
0.8
0.6
6.2
4.8
1.1
1.2
53
24.7
2.7
2
10
ВС
67-91
0.7
0.5
6.3
4.7
0.7
1.0
58
21.7
2.5
5
12
С
105-113
0.7
0.4
6.4
4.7
0.7
1.1
60
22.3
2.7
2
11
31
Урбиагростра-
Pur
0-20
5.6
1.4
124
6.0
4.3
3.4
11.4
77
11.5
4.9
6
19
тозем на погре¬
RUur
20-36
4.7
1.1
323
6.2
4.4
2.7
8.2
75
16.1
2.0
7
23
бенном подзоле,
RU
36-45
9.1
1.7
427
6.2
4.8
2.6
10.0
79
18.6
2.0
5
17
сад, Соловки
Е
45-60
1.6
0.6
6.2
4.2
1.0
6.6
87
5.5
1.7
4
12
Bhf
60-81
1.6
0.7
6.4
4.5
3.3
10.4
76
10.4
1.7
11
23
Bfg
81-101
0.8
0.5
6.4
4.6
1.8
7.3
80
25.2
2.0
5
13
Cg
101-115
0.7
0.4
6.4
4.6
1.6
7.3
82
16.9
3.6
11
25
34
Урбиагростра-
Pur
0-15
12.6
1.0
242
6.9
6.3
0.9
56.7
98
50.8
4.8
9
21
тозем глееватый
Pur
15-30
12.8
0.9
568
6.9
6.3
0.9
53.8
98
18.3
5.1
8
20
на погребенной
RUur
30-46
16.1
1.1
801
6.7
6.0
2.5
69.2
97
19.6
3.4
10
23
торфянисто-гле-
T
46-52
24.3*
3.0
6.5
6.1
18.7
66.3
78
23.6
3.9
—
—
евой почве,
Ат
52-60
6.7
1.0
6.5
6.0
1.5
23.9
94
20.6
2.4
6
11
огород, Соловки
G1
60-73
—
—
6.6
6.3
0.3
3.8
92
22.8
2.4
2
5
G2
80-100
4.1
0.5
6.4
5.7
0.7
14.6
95
10.0
11.0
10
24
АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ ПОЧВЫ ОСТРОВНЫХ МОНАСТЫРЕЙ 1073
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
Таблица. Окончание
№
раз¬
реза
Название почвы,
угодье, местопо¬
ложение
Горизонт,
глубина, см
Сгк/Сфк
Запас гу¬
муса, т/га
в слоях, см
0-20
СГШ)
рн
Гидроли¬
тическая
кислот¬
ность
Обменные
Са2+ + М^+
Степень
насыщен¬
ности
основани-
ями, %
Подвижные
формы,
мг/100 г почвы
Содержание
фракций, %, раз¬
мер частиц, мм
н2о
КС1
мг-экв/100 г почвы
р2о5
к2о
<0.001
<0.01
10/90
Урбиагростра-
Риг
0-15
10.5
1.6
147
6.7
5.9
3.4
46.7
93
10.0
22.0
5
13
тозем сад,
Риг
15-28
10.5
1.5
315
6.8
6.0
2.4
36.3
94
12.5
10.0
5
14
Валаам
1Шиг
28-50
7.2
1.4
7.0
6.2
1.7
34.7
95
8.0
19.0
3
10
4/92
Урбиагрострато-
Риг
0-15
6.6
1.5
69
6.8
5.9
2.5
37.8
94
11.3
10.5
8
17
зем глееватый
1Шиг
15-42
4.0
1.6
141
7.1
-
1.7
24.8
94
24.0
7.0
5
11
на погребенной
1Шиг
42-62
3.3
0.7
185
6.8
5.2
2.5
24.6
91
8.0
7.5
6
9
дерново-глеевой
1Шиг
62-72
4.3
0.6
6.8
5.1
2.4
40.1
94
7.5
7.0
8
12
почве, сад, Валаам
в
92-102
0.2
0.2
7.0
5.8
0.8
11.8
94
8.5
7.5
8
18
2/98
Урбиагростра-
Риг
0-15
5.2
0.7
84
7.0
-
1.6
15.0
90
6.1
15.6
4
8
тозем на абразе-
Риг
15-30
2.8
0.8
130
7.6
-
0.7
10.5
94
0.2
8.4
4
7
ме, залежь,
ЯУиг
32-62
0.6
0.5
146
7.9
—
0.3
4.5
94
следы
6.0
3
6
Иверский
В2
62-78
0.1
0.5
8.2
—
0
4.2
—
—
3.6
3
6
монастырь
ПС1
80-110
0.1
0.4
8.1
—
0
5.2
—
—
3.6
3
6
НС2
160-170
0.1
0.5
7.3
—
0
6.3
—
—
4.8
4
7
45
Подбур
Е
6-8
1.6
0.8
39
4.9
3.5
3.2
4.0
55
1.9
3.9
4
7
оподзоленный
Рра
8-20
1.7
0.6
51
5.1
3.9
3.9
6.0
61
4.0
4.2
5
7
по агрозему
ВМ
20-30
0.5
0.3
58
5.8
4.4
2.0
4.0
67
2.3
2.3
4
7
альфегумусовому,
В1
31^10
0.3
0.2
5.7
4.5
1.4
4.0
74
4.3
3.0
3
7
лес, о. Хачин
ВС
40-52
0.2
0.3
6.2
4.7
0.9
4.0
82
4.3
1.5
3
6
С1
55-70
0.1
0.2
6.3
4.9
0.9
4.0
82
4.0
1.2
2
3
С2
90-110
0.1
—
6.8
5.7
0.6
6.0
91
3.8
1.8
3
4
СЗ
150-160
0
—
6.8
5.9
0.5
4.0
89
4.9
1.5
3
3
40
Урбиагростра-
Риг
0-10
8.3
1.1
164
7.3
—
1.0
19.0
95
30.4
31.5
4
10
тозем на погре¬
Риг
10-20
7.4
0.9
254
7.3
—
1.0
21.0
95
25.1
29.0
5
11
бенном подзоле,
1Шиг
20-35
3.5
1.1
338
7.4
—
0.9
22.0
96
32.0
15.0
5
12
огород, Нилова
ЯУ1иг 35-49
1.7
1.0
7.4
—
0.8
15.0
95
35.2
7.3
4
9
пустынь
ВУ2иг 49-60
1.8
0.5
7.5
—
0.8
14.0
95
33.7
6.8
3
7
ЯУЗиг 60-70
1.3
0.3
7.6
—
0.7
22.0
97
22.7
4.4
4
7
АЕ
70-80
1.5
0.4
7.6
—
0.7
14.0
96
21.1
4.4
3
7
Е
81-86
0.5
0.5
7.3
—
0.4
7.0
95
16.6
4.4
4
7
ВМ
86-97
1.3
0.4
7.2
—
1.1
20.0
95
37.2
6.3
3
7
В1
97-116
0.3
0.6
7.4
—
0.8
16.0
95
33.9
5.8
3
4
ВС
116-143
0.4
0.2
7.5
—
0.6
8.0
94
17.5
4.8
2
3
С
160-170
—
0.2
7.4
—
0.5
6.0
92
13.2
4.8
2
3
42
Урбистратозем
А<1
0-8
10.1
0.6
104
6.9
—
1.8
26.0
94
19.3
31.5
4
9
на абраземе
Аиг
8-28
3.1
0.5
187
7.7
—
0.5
11.0
96
15.8
6.8
6
10
альфегумусовом,
ЯУиг
28-51
1.8
0.5
214
7.8
—
0.3
7.0
96
17.4
4.8
3
6
липовая аллея,
ВГ
51-80
0.4
0.5
8.0
—
0.2
4.0
95
11.1
6.3
3
5
Нилова пустынь
В1
80-100
0.4
0.6
7.9
-
0.3
5.0
95
8.5
5.3
3
5
* В разр. 10/92 потеря при прокаливании, в разр. 34 содержание С орг.
Примечание. Прочерк - не определяли. Для разрезов, в которых плита габбро-диабаза или грунтовые воды залегают на глубине <100 см запасы гумуса рассчитаны в
слоях 0-20 и 0-50 см.
УРУСЕВСКАЯ, МАТИНЯН
АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ ПОЧВЫ ОСТРОВНЫХ МОНАСТЫРЕЙ
1075
(8-12%), отношение С гк/С фк равно 0.4-0.7 (тип
гумуса' фульватный или гуматно-фульватный).
Реакция почв кислая, обменных оснований в них
до 20 мг-экв, насыщенность основаниями в гуму¬
совом горизонте около 50% и увеличивается с
глубиной до 60-90% (таблица). Подбуры отлича¬
ются отсутствием гумусово-аккумулятивного
гор. А1, меньшей мощностью профиля (15-30 см)
и сильной каменистостью. Весь профиль пропи¬
тан фульватным гумусом, содержание которого
уменьшается от 5-8% в верхнем минеральном го¬
ризонте до 2-3% в гор. ВС. Подробная генетичес¬
кая характеристика буроземов и подбуров Валаа¬
ма дана в работах Лазаревой и Морозовой [6, 9];
Васеневой [2], Седова с соавторами [11] и др.
Агроземы на Валааме созданы путем глубо¬
кой трансформации и искусственного наращива¬
ния мелкоземистого слоя подбуров и буроземов.
В зависимости от степени нарушения профиля
почв выделяются агроземы иллювиально-мета¬
морфические, в которых под гомогенным гор. Р
сохраняются остатки срединного гор. ВМт есте¬
ственных почв (Р-ВМт-Ь) и агроземы собствен¬
но, в которых гор. Р лежит непосредственно на
плите габбро-диабаза (Р-О). Все агроземы харак¬
теризуются наличием антропогенных включений
в гор. Р в виде обломков кирпича, стекла и др.
Мощность гор. Р на пашне достигает 18-33 см, со¬
держание гумуса 2-7%, в садах мощность гор. Р
37-40 см, содержание гумуса 6-10%. Тип гумуса
фульватно-гуматный. Реакция почв близка к ней¬
тральной (таблица).
В Иверском монастыре агроземы находятся
вокруг Успенского собора. В качестве эталона
целинной почвы был выбран раз. 7/98 под ельни¬
ком зеленомошником с черникой и разнотравьем,
заложенный в аналогичных литолого-геоморфо-
логических условиях на расстоянии 1 км к югу от
монастыря на плоской вершине гряды. Разрезом
вскрыт оподзоленный подбур песчаный на флю-
виогляциальных отложениях. Слабое вскипание
от соляной кислоты обнаруживается со 150 см.
На склоне гряды формируются иллювиально-же¬
лезистые подзолы.
Содержание гумуса в верхних горизонтах (АО,
АЕ) оподзоленного подбура высокое, но мощ¬
ность этих горизонтов не превышает 3 см; ниже
содержание гумуса резко уменьшается. Очень
высокое содержание органического вещества в
гор. АО связано с его перегнойным характером.
Верхние горизонты почвы имеют сильнокислую
реакцию и высокую гидролитическую кислот¬
ность. Вниз по профилю кислотность уменьшает¬
ся и с глубины 140-150 см реакция становится ще¬
лочной, что вызвано карбонатностью почвообра¬
зующей породы. Сумма обменных оснований в
верхних горизонтах благодаря большому количе¬
ству органического вещества высокая и резко
уменьшается вниз по профилю. Степень насы¬
щенности основаниями составляет всего 20-30%.
Агроземы альфегумусовые, образованные в
Иверском монастыре в результате антропоген¬
ной трансформации целинных почв, имеют с
поверхности равномерно окрашенный, гумуси¬
рованный, темно-серый с буроватым оттенком,
слабоуплотненный, непрочно-комковатый, го¬
могенизированный гор. Р мощностью от 22 до
40 см с ровной нижней границей. Его сменяют сре¬
динные горизонты естественной почвы — В ЬС, С (В).
Профиль имеет вид Р-ВМ-!# (В )-ВС-С. Мощ¬
ность и характер гор. Р свидетельствуют о том,
что он формировался не только за счет переме¬
шивания верхних горизонтов естественной поч¬
вы, но и с досыпкой, как и на Валааме, посторон¬
него материала, содержащего разнообразные ан¬
тропогенные включения (обломки кирпича,
строительную известку, кованые гвозди, окон¬
ную слюду, обломки керамики). Поэтому такие
почвы мы предложили называть урбиагроземами
альфегумусовыми стратифицированными [13].
Позже, в новой классификации почв России [5] их
назвали агроземами урбо-стратифицированны-
ми. В настоящее время почвы находятся под раз¬
нотравно-злаковой растительностью или исполь¬
зуются под огороды.
В агроземах альфегумусовых урбо-стратифи-
цированных Иверского монастыря содержание
гумуса в верхних горизонтах составляет от 2 до
4.5%, актуальная реакция колеблется от слабо¬
кислой до щелочной (pH 6.25-7.70). Снижение
кислотности по сравнению с естественной почвой
обусловлено, с одной стороны, высокой агротех¬
никой, с другой стороны, строительным мусором,
содержащим известку и попадающим в почву при
строительстве и ремонте монастырских постро¬
ек. В нижней части профиля величина pH повы¬
шается в связи с исходной карбонатностью почво¬
образующих пород. Гидролитическая кислот¬
ность почв незначительная, сумма обменных
оснований в агрогумусовых горизонтах изменяет¬
ся от 6 до 11 мг-экв на 100 г почвы, а степень на¬
сыщенности основаниями по сравнению с естест¬
венной почвой возрастает до 70-92%. В качестве
примера в таблице сопоставлены свойства подбу¬
ра оподзоленного под лесом (разр. 7/98) и агрозе-
ма альфегумусового урбо-стратифицированного
(разр. 3/98).
Поскольку наличие строительного мусора в
составе гор. Р существенно влияет на свойства
сформированной почвы, следует отделить подоб¬
ные почвы от агроземов стратифицированных, в
пахотных горизонтах которых присутствует
пусть и привнесенный, но только естественный
материал.
Наряду с агроземами во всех монастырях во¬
круг соборов широко представлены новообразо¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
4*
1076
УРУСЕВСКАЯ, МАТИНЯН
ванные почвы - стратоземы и агростратоземы. В
них гумусированная стратифицированная толща
мощностью более 40 см лежит либо на почвооб¬
разующей или подстилающей породе, либо пере¬
крывает профиль естественной почвы, в том чис¬
ле и абрадированной. Агростратоземы формиру¬
ются главным образом в садах и под огородами и
представлены в двух рядах почвообразования -
автоморфном и полугидроморфном. Насыпание
аллохтонного материала идет как на возвышен¬
ных, хорошо дренированных элементах рельефа,
так и в переувлажненных низинах, где естествен¬
ные глеевые почвы погребаются искусственным
наносом, наращивающим профиль вверх. Стра¬
тифицированная толща повсеместно содержит
антропогенные включения и, следовательно, все
агростратоземы относятся к урбо-стратифициро-
ванным. Для благозвучия, чтобы не повторять
дважды в названии слово “стратификация” (агро¬
стратоземы урбо-стратифицированные, как
предложено в [5], мы называем их урбиагростра-
тоземами).
На Соловках урбиагростратозем на погребен¬
ном альфегумусовом подзоле (разр. 31), описан¬
ный в Ботаническом саду, по основным показате¬
лям плодородия лучше стратифицированного
подзола. Урбиагростратоземы глееватые иссле¬
дованы около Кремля на месте монастырских
огородов XVI в. в котловинообразном понижении
и у оз. Святое. Вследствие более интенсивного
окультуривания они отличаются от предыдущей
почвы более высоким содержанием гумуса (9-
12%) и обменных оснований, почти полной насы¬
щенностью поглощающего комплекса и близкой
к нейтральной реакцией среды. Примером может
служить разрез урбиагросгратозема на погребен¬
ной торфянисто-глеевой почве, сформированной
на озерно-ледниковых отложениях (разр. 34), ис¬
пользуемого под огород (таблица).
На Валааме урбиагростратоземы расположе¬
ны в садах около всех соборов. Автоморфные
почвы приурочены к выровненным вершинам
поднятий, сложенных габбро-диабазами, и темно¬
серая гумусированная насыпная толща распола¬
гается непосредственно на плите коренных по¬
род. Очень выразительно сохранившееся в архи¬
ве описание одного из садов у Спасо-Преобра-
женского собора: “На берегу Монастырского
залива при подножии огромной гранитной скалы,
держащей в своих крутизнах развесистые веко¬
вые клены, разведен прекрасный сад с фруктовы¬
ми деревьями. Он образовался на луде (голом
камне) под присмотром монаха Гавриила лет в
двадцать многотрудным наносом земли”. В пони¬
жениях, занятых озерно-ледниковыми отложени¬
ями, сформированы урбиагростратоземы глее¬
ватые, в которых под насыпным слоем лежит
глеевый горизонт и нередко на глубине 105-150
см появляютя почвенно-грунтовые воды. Содер¬
жание гумуса в гор.Р автоморфных почв колеб¬
лется от 8 до 12%, в глеевых оно уменьшается до
4-7%. По составу гумус гуматный. Все урбиагро¬
стратоземы имеют нейтральную реакцию, высо¬
кое содержание обменных оснований и почти
полную насыщенность ими (таблица)
В Иверском монастыре все урбиагростратозе¬
мы формируются в условиях дренированного ре¬
льефа на более бедных породах по сравнению с
валаамскими. Содержание гумуса (2-5.7%) и об¬
менных оснований (13-15 мг-экв) в них ниже, чем
на Валааме, но превышает по этим показателям,
а также по величинам pH и степени насыщеннос¬
ти основаниями агроземы и естественные почвы.
Последнему обстоятельству способствует при¬
сутствие строительного мусора (таблица).
На территории монастыря Нилова пустынь ес¬
тественная растительность не сохранилась. В по¬
исках эталона целинной почвы на близлежащем
острове Хачин под сосняком зеленомошником с
брусникой и можжевельником был обнаружен
профиль, имеющий следующий вид: О- Е -Ара -
В! -ВС -С. Ясно выраженный постагрогенный
гор. Ара с нижней границей на глубине 20 см сви¬
детельствует о том, что сосны были посажены по
пашне. За время существования леса (50-60 лет) в
верхней части бывшего пахотного горизонта под
подстилкой сформировался подзолистый гори¬
зонт мощностью 1-2 см. Этот тип профиля назван
оподзоленным подбуром по агрозему альфегуму-
совому (разр. 45). Содержание и запасы гумуса в
почве очень низкие. Величина pH солевой сус¬
пензии в верхних горизонтах 3.5-3.9, книзу она
увеличивается до 5.9. Сумма обменных оснований
по всему профилю составляет 4—6 мг-экв на 100 г
почвы, степень насыщенности основаниями в
верхнем горизонте равна 55%. Содержание по¬
движных форм фосфора и калия низкое (табли¬
ца).
Профили антропогенных почв в монастыре
разнообразны. Под огородами исследованы урби¬
агростратоземы. Насыпная толща мощностью
7(Ы00 см перекрывает подзолы или лежит непо¬
средственно на почвообразующей породе. Благо¬
даря интенсивному окультуриванию агрогумусо-
вые гор. Р характеризуются высоким содержани¬
ем гумуса (8—15%), обменных оснований (20-
42 мг-экв), нейтральной реакцией, почти полной
насыщенностью поглощающего комплекса, вы¬
сокой обеспеченностью подвижными формами
фосфора и калия. Ниже гор. Р содержание гумуса
резко уменьшается. В то время как в профиле
подзола, подстилающего стратифицированную
толщу (разр. 40), тип гумуса фульватный, в гор. Р
гумус имеет фульватно-гуматный состав (табли¬
ца).
В липовой аллее с разнотравно-злаковым на¬
почвенном покровом, посаженной в начале
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ ПОЧВЫ ОСТРОВНЫХ МОНАСТЫРЕЙ
1077
XIX века, сформировался иной тип профиля: Ad-
Aur-RYur-Bf-C. Мощность насыпной толщи, со¬
держащей антропогенные включения, состав¬
ляет 51 см. Под ней лежит срединный альфегу-
мусовый горизонт естественной почвы. Почва
названа урбистратозем на абраземе альфегу-
мусовом. Она характеризуется средним содер¬
жанием гумуса гуматно-фульватного состава в
гор. А, нейтральной или слабощелочной реакци¬
ей, средним содержанием подвижных форм фос¬
фора и высоким содержанием доступного калия
только в гор. Ad.
Совершенно особый тип профиля имеют ур-
бипочвы, формирующиеся в непосредственной
близости к соборам или на остатках фундаментов
монастырских зданий. Такие почвы описаны в
Иверском монастыре. В них вся толща на глубину
100 см и более представлена искусственно создан¬
ными человеком слоями, не сопряженными гене¬
тически, и состоящими из смеси мелкозема и спе¬
цифических антропогенных включений в виде
строительных материалов, поверх которых рас¬
полагается гумусированный горизонт. Эти почвы
не используются в сельском хозяйстве. Так, на¬
пример, разр. 5, заложенный в 6.7 м к югу от Ус¬
пенского собора, состоит из гумусового горизон¬
та (Аса, 0-7 см), под которым последовательно
располагаются слои строительной известки
(I слой, 7-17 см), горизонтально уложенных кир¬
пичей (II слой, 17—44 см), плотно уложенных валу¬
нов, промежутки между которыми заполнены
мелкоземом (III слой, 44-95 см) и ниже следует
почвообразующая порода С. Согласно [5] такие
профили должны быть отнесены к техногенным
поверхностным образованиям, группе квазизе-
мов, подгруппе урбиквазиземов. Однако мы пола¬
гаем, что за время существования Успенского со¬
бора под естественной травянистой растительно¬
стью на искусственно созданном карбонатном
субстрате под влиянием процесса почвообразова¬
ния мог сформироваться маломощный профиль
дерново-карбонатной почвы - урбирендзины.
Аналогичный профиль урбидерновой почвы опи¬
сан у северной стены монастыря на развалинах
разрушенной церкви Иакова Боровичского.
Урбипочвы по строению профиля близки го¬
родским почвам - урбаноземам [10]. Однако в от¬
личие от городских почв они функционируют в
природной экологической обстановке, в то время
как в городе заметно меняются климатические
показатели, усиливается антропогенный пресс,
приводящий к негативным процессам и сущест¬
венной трансформации экологических функций
почв.
Таким образом, на территории монастырей
наблюдается огромное разнообразие в строении
и свойствах АПП. Оно определяется целым ря¬
дом обстоятельств: 1) свойствами исходных есте¬
ственных почв, подвергшихся антропогенному
воздействию, а они в свою очередь зависят от
строения и вещественного состава почвообразу¬
ющих пород (элюво-делювий габбро-диабазов -
пески флювиогляциальные и озерно-ледниковые
карбонатные - пески, супеси и легкие суглинки
моренные некарбонатные); 2) способом создания
АПП, который, с одной стороны, зависит от на¬
правления использования почв (тип угодья), с дру¬
гой стороны, от близости к соборам и другим по¬
стройкам как источникам строительного мусора,
поступающего в почвы при планировке поверх¬
ности; 3) степенью окультуренности, связанной с
агротехникой, системой удобрений и мелиорации.
Общим и главным результатом агрогенной
эволюции является активизация гумусово-акку¬
мулятивного процесса, конвергенция признаков,
выражающаяся в формировании гомогенного,
рыхлого, агрегированного гор. Р, который отли¬
чается от верхних горизонтов целинных почв по¬
вышением содержания и запасов гумуса, а в его
составе - гуминовых кислот, уменьшением кис¬
лотности, увеличением суммы обменных основа¬
ний и степени насыщенности, возрастанием со¬
держания подвижных элементов минерального
питания растений. Изменяется и микробиота.
Бактериальные сообщества АПП отличаются от
целинных аналогов как распределением по про¬
филю, так и таксономической структурой бакте¬
риальных комплексов. Для них характерно менее
резкое убывание численное™ бактерий вниз по
профилю, большее видовое разнообразие кори-
неподобных бактерий и высокое относительное
обилие бактерий рода АпЬгоЬакхег [7].
Несомненно нельзя упускать из виду, что при
сходстве строения твердофазного профиля почв,
созданных в монастырях, расположенных в раз¬
ных природных зонах (северная, средняя и южная
тайга), режимы почв, и прежде всего температур¬
ный, существенно отличны.
За период существования антропогенно-пре¬
образованных почв монастырей макроморфоло-
гических и аналитических признаков оподзолива-
ния, характерных для естественных почв, в них не
наблюдается. Однако мезо- и микроморфологи-
ческие исследования обнаруживают в АПП Вала¬
амского и Соловецкого монастырей начальные
стадии переноса и перераспределения веществ в
профиле, выраженные в отмывании минераль¬
ных зерен от различных покровов в верхнем го¬
ризонте и миграции органического вещества и
ила [3]. На Валааме часть ранее окультуренных
гидроморфных почв подверглась деградации;
особенно это касается гидроморфных почв в свя¬
зи с нарушением функционирования дренажной
сети, созданной когда-то монахами. В АПП Ивер-
ского монастыря и Ниловой пустыни не выявле¬
но дифференциации веществ в насыпной толще,
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1078
УРУСЕВСКАЯ, МАТИНЯН
что может быть обусловлено интенсивным до¬
бавлением строительного мусора, содержащего
известь, и карбонатностью почвообразующих по¬
род. Единственное, что отмечается во многих раз¬
резах - это небольшое подкисление верхней час¬
ти агрогумусового горизонта по сравнению с ни¬
жней его частью.
Слабое проявление процессов дифференциа¬
ции вещества в профилях исследованных почв
можно объяснить высоким содержанием гумуса,
нейтральной или слабощелочной реакцией, регу¬
лярным перемешиванием верхнего гор. Р, ниве¬
лирующим признаки дифференциации.
Пути постагрогенной эволюции монастыр¬
ских почв различны в зависимости от характера
растительности и длительности ее воздействия.
При использовании АПП под посадки липы с раз¬
нотравно-злаковым напочвенным покровом (ли¬
повые парки, аллеи), при забрасывании пахотных
почв в залежь и зарастании их разнотравно-зла¬
ковой растительностью происходит задерновы-
вание верхних горизонтов и развитие гумусово¬
аккумулятивного процесса.
При залесении пашни, используемой при низ¬
кой агротехнике, процесс альфегумусовой диф¬
ференциации быстро возобновляется. Об этом
свидетельствует разр. 45, в котором за 50-60 лет
существования сосновых посадок по пашне в по-
стагрогенном горизонте сформировался вложен¬
ный профиль оподзоленного подбура с гор. Е
мощностью 1-2 см и иллювиальным накоплени¬
ем подвижных фракций гумуса и оксалатнорас¬
творимого железа под ним. Аналогичное явление
описано Н.А. Караваевой и С.Н. Жариковым
(1988 г.) при изучении залесения старопахотных
супесчано-песчаных альфе-гумусовых буроземов
Новгородской области. Авторы отмечают, что
под посадками сосны 40-летнего возраста в теле
бывшего пахотного горизонта сформировался
“микроподзол”, имеющий осветленный горизонт
мощностью 4 см.
Следовательно, в условиях гумидного климата
таежно-лесной зоны процессы альфегумусовой
миграции и лессиважа, характерные для природ¬
ных почв, не прекращаются и в антропогенно-
преобразованных почвах. Поддержание почвы в
окультуренном состоянии требует постоянных
усилий по созданию оптимального режима ее
функционирования. Залесение пашни приводит к
возобновлению естественных процессов альфе-
гумусового оподзоливания. Скорость формиро¬
вания подзолистого горизонта составляет при¬
мерно 0.4—1 мм/год.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На территории монастырей наблюдается ог¬
ромное разнообразие в строении и свойствах
АПП. По особенностям морфологического стро¬
ения профилей выделены агропочвы, стратифи¬
цированные подзолы, агроземы альфегумусовые
и агроземы иллювиально-метаморфические ур-
бо-стратифицированные, урбистратоземы, урби-
агростратоземы, в том числе глееватые и на по¬
гребенных почвах, и урбипочвы. Отличительной
особенностью стратифицированных АПП монас¬
тырей является присутствие строительного мусо¬
ра, вызывающего подщелачивание почв.
Главным результатом агрогенной эволюции
является активизация гумусово-аккумулятивного
процесса, конвергенция признаков, выражающа¬
яся в формировании нового по своему облику и
свойствам, созданного культурой гомогенизиро¬
ванного, слабоуплотненного, агрегированного,
темноокрашенного гор. Р, функционирующего
как единое целое. Он отличается от верхних го¬
ризонтов целинных почв повышением содержа¬
ния и запасов гумуса, а в его составе - гуминовых
кислот, уменьшением кислотности, увеличением
суммы обменных оснований и степени насыщен¬
ности, возрастанием содержания подвижных эле¬
ментов минерального питания растений. Степень
изменений зависит от свойств исходных естест¬
венных почв, способов создания АПП и интенсив¬
ности окультуривания.
За период существования АПП в них не на¬
блюдается макроморфологических и аналитичес¬
ких признаков оподзоливания, характерных для
естественных почв. Однако мезо- и микроморфо-
логические исследования показывают, что в
АПП не прекращаются процессы миграции орга¬
нического вещества и ила. Их повсеместное про¬
явление сдерживается интенсивным окультури¬
ванием и присутствием карбонатов в насыпном
материале и почвообразующей породе.
Залесение пашни приводит к возобновлению
естественных процессов альфегумусового опод¬
золивания. Скорость формирования подзолисто¬
го горизонта составляет примерно 0.4 мм в год.
Поскольку стратифицированный материал
поступал при формировании профилей АПП пре¬
имущественно единовременно, предложено рас¬
ширить понятие стратоземов в классификации
почв России, выделяя их не только в синлитоген-
ном, но и в постлитогенном стволе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому
анализу почв. М.: Изд-во Моек, ун-та. 1961.491 с.
2. Васенева Э.Г. Особенности таежного почвообра¬
зования на основных породах Русской равнины (на
примере Южной Карелии). Автореф. дне.... канд.
биол. наук. М.1990. 25 с.
3. Грачева Р.Г., Урусевская И.С., Фролова Т.Ю. Мик-
роморфологическая диагностика антропогенных
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ ПОЧВЫ ОСТРОВНЫХ МОНАСТЫРЕЙ 1079
изменений почв острова Валаам // Вести. Моек, ун¬
та. Сер.17, почвоведение. 1996. № 3. С. 40-47.
4. Караваева Н.А., Жариков С.Н. Антропогенная
эволюция супесчано-песчаных буроземов (мюлль-
А1-Ее-гумусовых почв) // Естественная и антропо¬
генная эволюция почв. Сб. науч. трудов. Пущино,
1988. С. 134—145.
5. Классификация и диагностика почв России/Авто-
ры и составители: Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов,
И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск.:
Ойкумена, 2004. 342 с.
6. Кучко А.А., Белоусова Н.А., Кравченко А.В., Кру¬
тов В.И., Лазарева И.П., Морозова Р.М. Экосис¬
темы Валаама и их охрана. Петрозаводск.: Каре¬
лия, 1989. 199 с.
7. Лысак Л.В., Семионова Н.А., Буланкина М.А.,
Урусевская И.С., Матинян Н.Н. Бактерии в
окультуренных почвах монастырей таежно-лес¬
ной зоны // Почвоведение. 2004. № 8. С. 976-985.
8. Матинян Н.Н., Урусевская И.С. Почвы острова
Валаам. СПб.: Изд-во С.-Петербургского универ¬
ситета, 1999. 32 с.
9. Морозова Р.М., Лазарева И.П. Почвы и почвен¬
ный покров Валаамского архипелага. Петроза¬
водск.: Карельский научный центр РАН. 2002.
170 с.
10. Почва, город, экология / Под общей ред. акад.
РАН Г.В. Добровольского. М.: Фонд “За экономи¬
ческую грамотность”, 1997. 320 с.
11. Седов С.Н., Васенева Э.Г., Шоба С.А. Современ¬
ные и древние процессы выветривания в почвах на
основных породах острова Валаам // Почвоведе¬
ние. 1992. № 7. С. 83-97.
12. Урусевская И.С., Бронникова М.А., Градусов Б.П.,
Красильников П.В., Седов С.Н. Дерново-глеевые
почвы островов Ладожского и Онежского озер //
Почвоведение. 2001. № 1. С. 5-17.
13. Урусевская И.С., Матинян Н.Н., Русаков А.В. Ан¬
тропогенно-преобразованные почвы Иверского
монастыря. // Вести. Моек, ун-та. Сер.17, почвове¬
дение. 2001. №3. С. 7-15.
14. Успенский В.П. Историческое описание Ниловой
Столобенской пустыни Тверской Епархии Осташ¬
ковского уезда. Тверь. Изд. 3. 1886.
Anthropogenically Transformed Soils of Insular Monasteries
in the Taiga-Forest Zone of Russia
I. S. Urusevskaya and N. N. Matinyan
Basic morphological types of anthropogenically transformed soils of insular monasteries in the taiga-forest
zone of Russia are described. Morphological and chemical changes in cultivated soils are revealed by compar¬
ing them to natural soils formed under analogous lithologic and geomorphic conditions. The classification of
anthropogenically transformed soils is substantiated and supplemented; the trends of the anthropogenic evolu¬
tion of soils are discussed.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
№9
2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1080-1093
АНТРОПОГЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ
И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 632.125:631.459:538.1:470.312
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РАДИОАКТИВНОГО И МАГНИТНОГО ТРАССЕРОВ
ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ЭРОЗИИ ПОЧВ*
© 2005 г. А. Н. Геннадиев, В. Н. Голосов, С. С. Чернявский, М. В. Маркелов,
К. Р. Олсон, Р. Г. Ковач, В. Р. Беляев
Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 09.02.2005 г.
На примере слабоэродированных черноземов Тульской области впервые проведен сравнитель¬
ный анализ возможностей двух методов количественной оценки эрозионно-аккумулятивных про¬
цессов - радиоцезиевого и метода техногенной магнитной метки. Значительное внимание уделено
оценке латеральной изменчивости запасов компонентов-маркеров в пахотном горизонте.
ВВЕДЕНИЕ
Эрозия почв в настоящее время пока еще оста¬
ется одним из наиболее опасных и распространен¬
ных почвенно-деградационных процессов. Как
неоднократно подчеркивал Г.В. Добровольский,
эрозионное разрушение почвенного покрова не
только приводит к снижению сельскохозяйствен¬
ного потенциала почв, но и сказывается чрезвы¬
чайно негативным образом на их важнейших эко¬
логических функциях [11-14].
Для борьбы с эрозией почв ведется всесторон¬
нее изучение этого процесса, вызывающих его
факторов и свойственных ему характеристик.
Весьма важной представляется максимально точ¬
ная количественная оценка явлений смыва почвен¬
ного покрова. Научный поиск в области параметри¬
зации эрозии почв имеет более чем столетнюю ис¬
торию, на протяжении которой апробировался
широкий спектр исследовательских подходов,
включающих визуальные оценки морфологичес¬
кого состояния почвенных профилей, натурные
имитационные эксперименты, факторные мате¬
матические модели и др.
Особое место среди этих подходов занимают
методы, основанные на использовании опреде¬
ленных микрокомпонентов почв, которые можно
рассматривать в качестве маркеров (или трассе¬
ров) физического переноса почвенной массы.
Прежде всего речь идет об изотопе цезия-137 и
сферических магнитных частицах (СМЧ). По
первому из указанных микрокомпонентов иссле¬
дователями разных стран мира уже получен
значительный объем позитивной информации.
Накапливается все больше сведений и по СМЧ. В
целом можно сказать, что подтверждается пер¬
* Работа выполнена при финансовой поддержке Россий¬
ского фонда фундаментальных исследований (проекты
№№ 04-05-64607 и 04-05-64215).
спективность использования радиоактивного и
магнитного трассеров для количественной оцен¬
ки эрозии почв.
Между тем до сих пор не предпринималось по¬
пыток сопряженного использования этих двух ти¬
пов почвенных микрокомпонентов для получения
данных о скорости и объемах эрозионных процес¬
сов. В то же время такой подход нам представляется
плодотворным, поскольку позволяет осуществить
взаимоконтроль указанных методических приемов
и более обоснованно охарактеризовать специфи¬
ческие черты каждого из них. В настоящей статье
излагаются результаты исследования, направлен¬
ного на решение этой задачи - количественной
оценки эрозии почв на основе сопряженного уче¬
та особенностей распределения в почвенном по¬
крове радиоцезиевого и магнитного трассеров.
Появление с середины прошлого века искусст¬
венного изотопа цезия-137 в природной среде свя¬
зано с ядерными испытаниями в атмосфере и ава¬
риями на объектах атомной энергетики. Его по¬
ведение в почвах в значительной степени
контролируется процессами сорбции на поверх¬
ности тонких частиц и миграцией этих частиц-но¬
сителей, в том числе в результате почвенной эро¬
зии [30, 36, 38 и др.]. В России и сопредельных
странах данный метод получил ускоренное разви¬
тие после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986
г. и условно одномоментного выпадения изотопа
,37С$ на значительных территориях [3, 10, 15, 16,
18, 23, 24, 26 и др.].
Среди преимуществ радиоцезиевого метода
изучения эрозионных процессов называются:
а) относительная простота осуществления поле¬
вого и лабораторного этапов работ; б) возмож¬
ность проведения исследований без нанесения
вреда почвенному покрову; г) возможность мно¬
жественного площадного опробования почв и де¬
1080
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1081
тального картографирования зон эрозии и акку¬
муляции вещества [10].
С другой стороны, существует ряд ограниче¬
ний и неудобств, связанных с применением этого
метода. Так, имеющая место в ряде районов зна¬
чительная пространственная вариабельность
“чернобыльских” выпадений может существенно
затруднять интерпретацию данных. Постепен¬
ный радиоактивный распад, а в ряде случаев и не¬
высокие уровни поступления 137С$ бомбового
происхождения, нередко территориально ограни¬
чивают применение метода зонами наиболее ин¬
тенсивного радиоактивного загрязнения. В то же
время при использовании радиоцезиевого метода
в регионах со значительной долей “чернобыль¬
ских” выпадений может возникнуть проблема
точного возрастного разделения аккумуляций
изотопа на “чернобыльский” и “глобальный”.
Еще одно ограничение состоит в том, что оценка
темпов и объемов смыва почв производится за
относительно небольшой период времени - по¬
следние 40-50 лет, а для районов преимуществен¬
но “чернобыльского” загрязнения - всего 15-
20 лет. И, наконец, определенные сложности при
использовании метода радиоактивного трассера
могут возникать в тех случаях, когда свойства
почв обеспечивают высокую подвижность ионно¬
го цезия и разный уровень его вымывания с рас¬
твором из различных почвенных профилей.
Свои особенности применения имеет и метод
оценки эрозии почв, основывающийся на исполь¬
зовании в качестве маркера сферических магнит¬
ных частиц. Этот метод был апробирован в США
около 10 лет назад, а в России - 5 лет назад [4, 8,
29,32]. Техногенные СМЧ начали интенсивно по¬
ступать на поверхность почв в промышленно раз¬
витых странах с появлением первых железных
дорог, то есть около 150 лет назад. В дальнейшем
обогащение атмосферы и, соответственно, почв
этими частицами продолжалось благодаря широ¬
кому распространению пиролитических процес¬
сов в промышленности, главным образом связан¬
ных со сжиганием угля [2,27].
К настоящему времени с помощью метода
СМЧ-трассера получены оценки интенсивности
смыва лесных текстурно-дифференцированных
почв американского штата Иллинойс [28] и дер¬
ново-подзолистых почв Московской обл. [4, 31],
определены темпы разрушения курганов архео¬
логического памятника “Кахокиа” в США [5-7,
33-35], исследовано влияние растительного по¬
крова на уровень аккреции магнитных сферул
почвами в условиях лесной и лесостепной зон Ев¬
ропейской России, изучено вертикальное распре¬
деление СМЧ в аккумулятивных толщах балоч¬
ного и пойменного аллювия [8].
Наиболее очевидными преимуществами дан¬
ного метода количественной оценки эрозии почв
по сравнению с более распространенным радио-
цезиевым является его большая хронологическая
глубина, малая затратность на оборудование, гео¬
графическая универсальность, возможность ви¬
зуального наблюдения маркирующего компонен¬
та, химическая инертность магнитных сферул и
сопоставимость их размеров с характерными раз¬
мерами частиц твердой фазы почв.
В то же время есть ряд вопросов, которые тре¬
буют своего решения для совершенствования ме¬
тода СМЧ-трассера. С одной стороны, широкое
распространение и длительное функционирова¬
ние объектов-источников СМЧ (паровых локо¬
мотивов, теплоэлектростанций и других предпри¬
ятий) обусловило географическую универсаль¬
ность этого метода и возможность охвата более
значительного ретроспективного интервала, а с
другой - создало дополнительную проблему
идентификации источников и хронологической
приуроченности выпадений магнитных сферул.
Если в рамках конкретного исследования эта про¬
блема не получает своего разрешения, то наблю¬
даемые современные запасы СМЧ в почвах при¬
ходится соотносить с максимально возможной
продолжительностью их выпадения, то есть ус¬
реднять темпы эрозии почв, рассчитывать их, ис¬
ходя из периода длительностью 140-160 лет.
Очевидно, что перечисленные особенности
каждого из двух рассматриваемых методов коли¬
чественной оценки эрозионно-аккумулятивных
процессов говорят в пользу перспективности их
совместного использования, при котором пре¬
имущества одного метода могут компенсировать
недостатки другого.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
ИССЛЕДОВАНИИ
Район работ “Молочные Дворы” расположен
на юге Тульской области, в пределах лесостепной
зоны Центральной России, в условиях типичного
для центра Среднерусской возвышенности хол¬
мисто-увалистого эрозионного рельефа с интен¬
сивным долинно-балочным расчленением. Здесь
отмечается максимальная интенсивность плоско¬
стной эрозии - до 80 т/га за один весенний сезон
[25], густота овражно-балочной сети составляет в
среднем 0.22 км/км2 [20].
Факторами, определившими выбор данной
территории исследования, послужили: 1) благо¬
приятные условия для развития эрозионных про¬
цессов; 2) интенсивное загрязнение территории
изотопом цезия-137; 3) близость потенциальных
источников СМЧ - длительно функционирующих
железных дорог; 4) удовлетворительная изучен¬
ность участка в почвенно-эрозионном отноше¬
нии.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1082
ГЕННАДИЕВ и др.
Рис. 1. Местоположение района работ: 1 - железные
дороги; 2 - лесные массивы; 3 - ключевые участки.
Климат района умеренно континентальный с
явно выраженными сезонами. Среднемноголет¬
нее количество осадков составляет около 650 мм,
причем примерно 350-400 мм выпадает за теплый
период (апрель-октябрь). Среднегодовой эрози¬
онный потенциал ливневых осадков для исследу¬
емой территории равен 8.9 ед. Снежный покров
держится около 3.5-4 мес., его среднемноголет¬
няя высота на выровненных участках междуре¬
чий достигает 30 см. По данным ближайшей мете¬
останции (пос. Молочные Дворы), среднегодовые
предвесенние запасы воды в снеге с учетом осад¬
ков, выпадающих в период снеготаяния, за весь
послечернобыльский период составили 111 мм.
Несмотря на преобладание в почвенном по¬
крове данной территории черноземов, свойства
которых позволяют считать их одними из наибо¬
лее устойчивых против эрозии почв, потенциал
их устойчивости преодолевается интенсивностью
и продолжительностью освоения. Длительность
распашки междуречий района исследования со¬
ставляет от 200 до 450 лет [15]. Леса были почти
полностью уничтожены в XVIII-XIX вв. [21, 22] и
в настоящее время представлены небольшими по
площади (в среднем 4% территории) разобщен¬
ными массивами и искусственными лесополоса¬
ми.
Исследования проводились в одном из наибо¬
лее радиационно-загрязненных районов - в пре¬
делах так называемого Плавского радиоактивно¬
го пятна, охватывающего часть одноименного
района Тульской обл. [1]. Сохранение здесь высо¬
ких (до 400-500 кБк/м2) остаточных количеств
одномоментно поступившего из атмосферы изо¬
топа ,37С8 позволяет использовать этот элемент в
качестве маркера-трассера современных эрози¬
онно-аккумулятивных процессов [3, 10, 16, 23 и
др.]. Методика этих исследований представляет
собой комплекс полевых методов (почвенно-мор¬
фологический, гамма-спектрометрическое изме¬
рение плотности загрязнения почв, съемка по¬
верхности с использованием систем глобального
позиционирования и др.) и лабораторного кон¬
троля содержания изотопа ,37С8 в пробах почв.
Оценка эрозионных процессов основана на
изучении трансформации поля радиоактивного
загрязнения почв, которая происходит в резуль¬
тате смыва - намыва почвенного материала. Сте¬
пень изменения поля оценивается относительно
фонового (опорного) значения запаса радионук¬
лида, соответствующего суммарной плотности
выпадения 137С$ из атмосферы. Для определения
опорного значения используется величина запаса
изотопа в почвах, развитых на геоморфологичес¬
ки стабильных участках, где практически не про¬
исходит выноса почвенного материала или по¬
ступления наносов с прилегающих территорий.
Для получения количественной информации о
темпах процессов смыва - намыва почв использу¬
ются калибровочные математические зависимос¬
ти, связывающие изменение запаса 137Сб и темпы
эрозии-аккумуляции.
Основным источником сферических магнит¬
ных частиц для почв данной территории являются
железные дороги - Московско-Курская и Сызра-
но-Вяземская, построенные, соответственно, в
1864-68 и 1874 гг. [21]. В отсутствие данных, поз¬
воляющих выделить внутри этого 140-летнего
периода этапы с различной интенсивностью вы¬
падения СМЧ, можно предполагать с учетом ре¬
зультатов применения данного метода в соседних
регионах [8], что около половины современных
запасов сферул в почвенном покрове сформиро¬
валось до 1940-х гг.
Один из участков исследования (участок
“Склон”) был приурочен к водосбору балки Часо-
венков Верх. Его местоположение показано на
рис. 1 (А). Здесь детально исследовались почвы,
приуроченные к прямому склону восточной экс¬
позиции площадью 8 га, длиной около 600 м, с от¬
носительным перепадом высот около 40 м и укло¬
нами 8-10% (рис. 2). Ранее почвы этого склона
уже исследовались на содержание изотопа 137С$ (с
помощью переносного прибора РКГ-09Н “Ко-
рад” и путем отбора и анализа образцов), а рель¬
еф детально изучался с применением высокоточ¬
ных систем спутникового позиционирования [3].
Склон занят пахотными угодьями Тульского
НИИ сельского хозяйства (в период проведения
полевых работ - скошенные кормовые травосме¬
си). Ранее в севооборот входили преимуществен-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1083
Рис. 2. Схема полевого изучения почв участка “Склон” и контрольной площадки “Поле-1”: 51-513 и 1151-1*5-20- точки
наблюдения.
но яровые и озимые зерновые, чередуемые с кор¬
мовыми смесями (кукуруза на силос или овес с го¬
рохом). Нижняя граница поля совпадает с
бровкой балочного вреза и маркируется напа-
шью полуметровой высоты (рис. 2). Борта и дни¬
ще балки покрыты естественным травостоем и
используются для нерегулярного выпаса скота.
Опробование почв склона осуществлялось в
13 точках (S1-S13) с расстоянием между ними 40-
70 м. Общая протяженность образованной этими
точками трансе кты - 600 м. На каждой точке в
почву вертикально на глубину 30 см забивался ци¬
линдрический стальной пробоотборник с площа¬
дью сечения 54 см2. Проба почвы тщательно пе¬
ремешивалась и взвешивалась. Из нее в дальней¬
шем отбирались навески для параллельных
анализов на содержание цезия-137 и СМЧ.
Для оценки уровней фонового (первоначаль¬
ного) загрязнения почв изотопом ,37Cs и магнит¬
ными сферулами было заложено 3 контрольных
площадки.
Первая из них (площадка “Поле-1”) располага¬
лась в 300 м выше по склону от точки S13, в 60 м
от лесополосы, на ровной поверхности приводо¬
раздельного пространства с уклонами до 1%. На
этой площадке методом спирали было заложено
20 точек наблюдений (рис. 2, точки RS1-RS20), на
каждой из которых отбиралась проба почвы с
глубины 0-30 см. Для оценки количества компо¬
нентов-маркеров, вертикально мигрирующих за
пределы верхнего тридцатисантиметрового слоя
исследованных почв, дополнительно в пяти точ¬
ках (RSI, RS6, RS11, RS16 и RS20) отбирались
пробы из слоя 30-Ж) см.
Местоположение всех точек отбора проб на
участках “Склон” и “Поле-1” было зафиксирова¬
но с помощью теодолита и сопоставлено с резуль¬
татами топографических работ произведенных
на исследованном участке ранее [3].
Диагностика почв участка “Склон” и смежной
с ним площадки “Поле-1” проводилась по двум
почвенным разрезам глубиной 150 см, выполнен¬
ным на точках наблюдений RS-lп и 81, а также
по кернам глубиной 130 см, полученным на точ¬
ках 82-812, Д8-2п и RS-Зп с помощью почвенно¬
го бура.
Следует отметить, что согласно результатам
ранее проведенных исследований [8] почвы лесов
всегда оказывались в большей степени обогащен¬
ными техногенными сферулами, чем почвы при¬
легающих к ним безлесных пространств. Этот
факт объясняется тормозящим воздействием дре¬
весной растительности на аэрозоли и пыль воз¬
душных потоков. Прямое подтверждение этому
явлению было получено в Тульской обл. Глазов-
ским, Учватовым [9], по данным которых в тече¬
ние года поля и лесные поляны получили 9-
12 г/м2 атмосферной пыли, в то время как леса -
12-18 г/м2. Основываясь на этих оценках, можно
ожидать, что в зависимости от состава, высоты и
густоты древостоя, конфигурации лесного масси¬
ва и других факторов, влияющих на скорость и
направленность приземных воздушных потоков,
почвы лесов получают по крайней мере в 1.5 раза
больше атмосферной пыли, чем почвы окружаю¬
щих безлесных территорий.
Для оценки максимально возможного в усло¬
виях района работ накопления техногенных маг¬
нитных сферул в почвенном покрове были иссле¬
дованы почвы ближайшего к участку “Склон”
крупного лесного массива (контрольная площад¬
ка “Лес”) и соседнего с ним пахотного угодья
(контрольная площадка “Поле-2”). Эти кон¬
трольные площадки располагаются в 8 км север¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1084
ГЕННАДИЕВ и др.
нее исследованного склона на выровненной по¬
верхности междуречья (рис. 1, Б). Древесный ярус
лесного массива образован господством березы
бородавчатой и липы мелколистной высотой 18-
20 м с диаметром стволов до 30 и до 20 см соответ¬
ственно; сомкнутость крон - около 0.8 баллов;
обильный подлесок представлен рябиной и кру¬
шиной ломкой, травяной ярус - фиалкой, грави¬
латом и майником; проективное покрытие по¬
верхности почвы - около 20%. Контрольная пло¬
щадка “Поле-2” располагалась в 300 м юго-
западнее площадки “Лес” и представляла собой
поле, засеянное кормовой травосмесью. В обоих
случаях пробы отбирались из пяти точек (\V1-W5 -
в лесном массиве; С1-С5 - на пашне), размещен¬
ных методом конверта с расстояниями между
центральной и крайними точками 3,5, 7 и 9 м со¬
ответственно. Глубины пробоотбора составляли
0-5,5-10,10-15, 15-20 и 20-30 см.
Подготовка (сушка, гомогенизация) и гамма-
спектрометрический анализ проб почвы прове¬
ден в лаборатории Института глобального кли¬
мата и экологии, аттестованной Государствен¬
ным научным метрологическим центром Гос¬
стандарта РФ. Измерение активности ,37С8 по
линии 661.66 кеУ в пробах почвы проводилось на
детекторе гамма-спектрометрического комплек¬
са фирмы (ЖТЕС с полупроводниковым коакси¬
альным детектором гамма-излучения ОЕМ-30185
из высокоочищенного германия с разрешением
1.7 кеУ по линии 1332 кеУ. Время экспозиции про¬
бы составляло не менее 4 ч и определялось досто¬
верным фиксированием гамма-пика ,37С8 со ста¬
тистической погрешностью, в основном, менее
5%.
Методика выделения и количественного учета
почвенных СМЧ подробно описывалась в литера¬
туре [4, 28, 31]. Она основывается на количест¬
венной мокрой магнитной сепарации почвенной
массы, препарировании магнитной фракции в ка¬
надском бальзаме и ее анализе под микроскопом
при 200-1200-кратном увеличении. Объемная до¬
ля сферул размером 1-53 мкм в составе магнит¬
ной фракции оценивалась при помощи цифровой
камеры “МшУ1с1” и соответствующего про¬
граммного обеспечения.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Морфология почв участка как по¬
казатель их эродированности. Почвен¬
но-морфологический метод оценки эрозии наи¬
более эффективен применительно к почвам с от¬
четливо дифференцированным профилем и при
оценке эрозии средней и высокой интенсивности.
Согласно “Классификации и диагностике почв”
1977 года [17], исследованные почвы участков
“Склон” и “Поле-1” относятся к черноземам вы¬
щелоченным среднемощным тяжелосуглинис¬
тым на лессовидных суглинках освоенным. По
результатам почвенно-эрозионной съемки, про¬
веденной в 1996 г. Тульским землеустроительным
предприятием, эти почвы можно диагностиро¬
вать как слабосмытые. Для них характерна от¬
четливая дифференциация на генетические гор.
Алах, А1, А1В, В и ВСса (табл. 1). Мощность ди¬
агностически наиболее значимого гумусово-ак¬
кумулятивного горизонта А1 составляет 40-
60 см, и весь пахотный слой, таким образом, укла¬
дывается в его пределы. На всем протяжении
склона не наблюдается каких-либо направленных
изменений в характере верхней части профиля
почв. В нижней части склона увеличения мощно¬
сти гумусового горизонта в связи с намывом не
фиксируется.
Глубина залегания иллювиально-карбонатно¬
го горизонта в пределах почвенных профилей
трансекты изменяется следующим образом. Наи¬
более глубоко вскипающие (90-145 см) чернозе¬
мы приурочены к нижней и верхней частям скло¬
на, а также к приводораздельному пространству.
В профиле этих почв между переходным А1В и
карбонатным ВСса горизонтами залегает бескар-
бонатный гор. В (табл. 1). В почвах средней, наи¬
более крутой части склона глубина залегания
карбонатов повышается до 65-80 см, и в некото¬
рых случаях профиль черноземов приобретает
строение А пах - А1 - А1В - Вса - ВСса (точки
наблюдения 84,87, 88, 811) или даже А пах - А1 -
А1Вса - ВСса (810). В пределах склона можно
выделить две зоны, для которых характерны поч¬
вы с наиболее высоким уровнем вскипания. Они
соответствуют местоположению точек 84-85 и
810.
Причинами наблюдаемых морфологических
различий почв изученного склона могут являться
особенности их водного режима и/или склоновых
процессов.
Запасы сферических магнитных
частиц в почвах и их перераспреде¬
ление склоновыми процессами. Основ¬
ная часть природных сильномагнитных минера¬
лов во фракции размерностью 1-53 мкм наследу¬
ется почвами от материнских пород. Их
содержание в исследованных почвах составляет
около 0.03% и практически одинаково для всех
опробованных слоев (табл. 2, 3). В составе маг¬
нитной фракции почв преобладают сферулы двух
размерных групп-4—12 и 20-25 мкм (более круп¬
ные не обнаружены). Отмеченное близкое коли¬
чественное соотношение между содержанием
этих групп во всех почвенных профилях (прибли¬
зительно 10:1) и внешнее сходство сферул всех
опробованных почв указывает на однотипность
их источника.
Общее содержание СМЧ в профиле чернозе¬
мов изменяется от 3 до 20 г/м2. Близкие величины
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1085
Таблица 1. Строение генетического профиля черноземов, приуроченных к склону балки “Часовенков Верх”
(указаны нижние границы горизонтов)
№ разрез
А пах
Al
A1B
В
Bca/BCca
Глубина
вскипания
RS-ln
24-26
41-43
58-65
90-97
150
90-97
RS-2n
27-28
40-43
73
86
130
86
RS-Зп
26
37
87-90
105
130
105
S-12
24-26
53-54
76
105-108
130
105-108
S-ll
26
66
90-91
-
130
90-91
S-10
24
51-53
80
130
65
S-9
25
43
71
75
130
75
S-8
24
50-52
86
-
130
86
S-7
24
46
86
-
130
86
S-6
26
48-50
90
96
130
96
S-5
27-28
49
70
78
130
78
S-4
24-26
50
77
-
130
77
S-3
26
58
91
108
130
108
S-2
25
46-48
75-76
102
130
102
S-l
38
-
50-70
145
150
145
Примечание. Прочерк означает, что горизонт в соответствующем профиле не выделялся. Вскипание - реакция почвенной
массы с 10% НС1, сопровождающаяся бурным выделением пузырьков газа.
профильных запасов сферул были получены для
дерново-подзолистых почв Московской обл., аре¬
алы которых расположены в 3-7 км от старых
железных дорог [4, 8].
Распределение магнитных сферул в пределах
территории исследования отчетливо неравномер¬
но для разных почвенных профилей и площадок.
Наибольшими средними запасами СМЧ -
12.3 г/м2 - характеризуются почвы лесного масси¬
ва (табл. 4). В почвах “Склона” эта величина рав¬
на 5.3 г/м2, тогда как в почвах площадок “Поле-1”
и “Поле-2” - 9.3 и 10.8 г/м2 соответственно. В со¬
ставе магнитной фракции, выделенной из слоя 0-
5 см лесных почв, на долю сферул приходится до
23% об. (табл. 3). С увеличением глубины их со¬
держание заметно уменьшается. Тем не менее на
глубине 20-30 см на долю СМЧ все еще приходит¬
ся от 2 до 6.5% магнитной фракции. Это свиде¬
тельствует о высокой роющей активности поч¬
венных животных, фиксировавшейся также мор¬
фологически, и, возможно, о распашке этих почв
во второй половине XIX в. - первой половине
XX в.
Пространственное варьирование запасов
СМЧ в лесных почвах характеризуется величи¬
ной коэффициента вариации на уровне 30%, что
несколько выше полученных нами ранее [8] пока¬
зателей для ненарушенных лесных дерново-под¬
золистых почв (24%). Для сравнения: варьирова¬
ние содержания природных магнетиков во всех
исследованных в районе “Молочные Дворы” поч¬
вах характеризуется средним значением XV на
уровне 28%, хотя для лесных почвенных разно¬
стей оно оказалось наименьшим и составило око¬
ло 20% (табл. 4).
Освоенные почвы прилегающих к лесному
массиву участков в среднем содержат в 1.1 раза
меньше СМЧ по сравнению с лесными разностя¬
ми (табл. 4). Ранее нами обычно фиксировались
более существенные (1.5-3 раза) различия между
лесными и освоенными (или луговыми) неэроди-
рованными почвами по запасам техногенных
сферул, что связывалось с задерживающим влия¬
нием лесной растительности на аэрозольную со¬
ставляющую воздушного потока, а также с выно¬
сом некоторой части СМЧ на рабочих элементах
сельскохозяйственной техники и при отчуждении
урожая сельскохозяйственных культур [19,37].
По среднему содержанию сферул освоенные
черноземы двух контрольных площадок различа¬
ются в 1.2 раза (10.8 и 9.3 г/м2). Запасы СМЧ в
черноземах площадки “Поле-1”, опробованных
методом спирали, колеблются в более широких
пределах - от 3.5 до 21.2 г/м2 (Ху повышается до
45%), чем запасы сферул в почвах площадки “По¬
ле-2”.
Из всего спектра полученных значений запасов
СМЧ в 0-30 см слое почв на площадке “Поле-1” вы¬
деляются два наиболее высоких значения (18.3 и
21.2 г/м2) и одно минимальное (3.5 г/м2) - табл. 2.
Если их исключить из совокупности, то ее сред¬
нее значение приблизится к медианному и соста-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1086 ГЕННАДИЕВ и др.
Таблица 2. Содержание магнитной фракции (МФ), сферических магнитных частиц и 137Св в почвах контрольной
площадки “Поле-1”
Точка
наблюдения
Глубина
отбора
проб, см
МФ, %
СМЧ,%
Послойные
запасы
СМЧ, г/м2
Активность
проб, Бк/кг
Удельные
запасы 137Сз,
кБк/м2
от МФ
от массы
почвы
ЙБЧ
0-30
0.0272
7.0
0.0019
6.6
610
214
30-40
0.0253
0.4
0.0001
0.1
17
-
йб-2
0-30
0.0648
8.2
0.0053
18.3
730
251
1*8-3
0-30
0.0315
6.0
0.0019
6.2
817
268
1*5-4
0-30
0.0242
4.5
0.0011
3.5
615
197
1*8-5
0-30
0.0361
7.9
0.0029
9.7
895
304
йБ-б
0-30
0.0339
6.1
0.0021
7.0
671
229
30-40
0.0173
Не обн.
0.0000
0.0
17
-
ЙБ-7
0-30
0.0252
12.9
0.0033
11.0
554
186
ЙБ-8
0-30
0.0395
5.1
0.0020
7.0
798
277
ЙБ-9
0-30
0.0282
10.7
0.0030
9.9
629
207
1*5-10
0-30
0.0418
7.4
0.0031
9.9
743
238
1*5-11
0-30
0.0464
6.2
0.0029
9.6
755
254
30-40
0.0242
<0.1
<0.0001
0.0
23
-
1*5-12
0-30
0.0308
10.5
0.0032
11.3
829
290
1*5-13
0-30
0.0362
9.7
0.0035
11.9
1059
360
ЙБ-М
0-30
0.0372
5.2
0.0019
6.6
811
278
1*5-15
0-30
0.0392
4.5
0.0018
5.8
799
261
ЙБ-16
0-30
0.0355
8.4
0.0030
10.3
858
300
30-40
0.0276
Не обн.
0.0000
0.0
28
. -
1*5-17
0-30
0.0278
7.3
0.0020
6.7
668
221
1*5-18
0-30
0.0304
5.9
0.0018
6.6
833
305
1*5-19
0-30
0.0615
10.1
0.0062
21.2
875
299
1*5-20
0-30
0.0283
7.2
0.0020
6.8
743
249
30-40
0.0207
0.2
0.0000
0.1
24
-
вит 8.1 г/м2. Значение коэффициента вариации
при этом снизится до 24%. Однако мы не видим
достаточных оснований для выбраковки трех на¬
званных значений, и в дальнейших расчетах будут
фигурировать цифры, полученные для всей сово¬
купности.
Следует отметить, что в пахотном горизонте
освоенных почв мощностью 24—27 см сосредото¬
чено более 99% всего запаса СМЧ, а в слое 30-
40 см обнаруживаются лишь единичные сферулы
(табл. 2).
Для черноземов участка “Склон”, являющихся
основным объектом нашего исследования, за¬
фиксированы наименьшие абсолютное и среднее
значения запасов СМЧ - 2.8 и 3.5 г/м2 соответст¬
венно (табл. 3,4). Эти почвы обеднены сферула-
ми по сравнению с лесными разностями в 2.3 раза,
а по сравнению с почвами прилегающей кон¬
трольной площадки “Поле-1” - в 1.8 раза.
Распределение запасов сферул в склоновых
почвах отчетливо неравномерное. На отрезке то¬
чек 813-810 (верхняя часть склона) содержание
СМЧ в 0-30 см слое снижается от 8.8 до 3.6 г/м2,
затем в средней части склона - колеблется в диа¬
пазоне от 2.5 до 6.5 г/м2 (точки 89-84), резко воз¬
растает (до 8.8 г/м2) в точке 83 (начало нижней ча¬
сти склона) и затем вновь снижается до 4.3-
4.8 г/м2(точки 81-82). Легко заметить, что пони¬
женные запасы магнитных сферул свойственны
почвам средней, наиболее крутой части склона,
для которых характерно близкое к поверхности
залегание карбонатных горизонтов.
Пересчет запасов СМЧ в единицы мощности
смытых горизонтов и объемов перемещенного
эрозией материала (табл. 5) показывает, что за
все время выпадения сферул склоновые почвы
потеряли от 5 до 70% их количества. Если полно¬
стью связывать эти потери с эрозией, они будут
эквивалентны смыву гумусового (пахотного) го-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1087
Таблица 3. Содержание магнитной фракции (МФ) и сферических магнитных частиц (СМЧ) в почвах участка
“Склон” и контрольных площадок “Лес” и “Поле-2”
Точка
наблюдения
Глубина отбора
проб, см
МФ,%
от МФ
СМЧ, %
Послойные запасы
от массы СМЧ, г/м2
почвы
Участок
“Склон”
Б-1
0-30
0.0179
6.8
0.0012
4.3
30-50
0.0313
0.3
0.0001
0.1
8-2
0-30
0.0266
5.7
0.0015
4.8
Б-3
0-30
0.0461
5.9
0.0027
8.8
Б-4
0-30
0.0187
4.8
0.0009
2.9
Б-5
0-30
0.0194
5.1
0.0010
3.1
Б-6
0-30
0.0306
5.8
0.0018
6.3
Б-7
0-30
0.0362
4.8
0.0017
5.9
Б-8
0-30
0.0139
5.9
0.0008
2.8
Б-9
0-30
0.0226
7.3
0.0017
5.9
Б-Ю
0-30
0.0356
3.4
0.0012
3.6
Б-П
0-30
0.0433
3.2
0.0014
4.6
8-12
0-30
0.0336
6.8
0.0023
7.0
8-13
0-30
0.0377
7.2
0.0027
8.8
Контрольная площадка “Поле-2”
С-1
0-20
0.0324
12.2
0.0040
8.9
20-30
0.0510
5.4
0.0028
3.1
С-2
0-20
0.0439
10.1
0.0044
9.7
20-30
0.0269
7.2
0.0019
2.1
С-3
0-20
0.0491
9.6
0.0047
10.4
20-30
0.0449
8.1
0.0036
4.0
С-4
0-20
0.0286
10.8
0.0031
6.9
20-30
0.0198
5.6
0.0011
1.2
С-5
0-20
0.0241
13.0
0.0031
6.9
20-30
0.0434
6.1
0.0026
2.9
Контрольная площадка “Лес”
\У-1
0-5
0.0208
9.8
0.0020
1.1
5-10
0.0328
12.2
0.0040
2.2
10-15
0.0430
7.9
0.0034
1.9
15-20
0.0304
7.2
0.0022
1.2
20-30
0.0280
6.4
0.0018
2.0
\У-2
0-5
0.0326
21.8
0.0071
3.9
5-10
0.0365
18.0
0.0066
3.6
10-15
0.0287
11.5
0.0033
1.8
15-20
0.0447
7,4
0.0033
1.8
20-30
0.0332
5.9
0.0019
2.1
W-3
0-5
0.0405
23.1
0.0094
5.2
5-10
0.0396
16.6
0.0066
3.6
10-15
0.0360
14.9
0.0054
3.0
15-20
0.0357
21.3
0.0076
4.2
20-30
0.0312
5.4
0.0017
1.9
W-4
0-5
0.0425
22.0
0.0094
5.2
5-10
0.0417
5.8
0.0024
1.3
10-15
0.0471
8.1
0.0038
2.1
15-20
0.0296
7.3
0.0022
1.2
20-30
0.0484
4.0
0.0019
2.1
\У-5
0-5
0.0372
20.5
0.0076
4.2
5-10
0.0317
11.7
0.0037
2.1
10-15
0.0332
7.0
0.0023
1.3
15-20
0.0379
7.6
0.0029
1.6
20-30
0.0351
2.2
0.0008
0.9
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1088
ГЕННАДИЕВ и др.
Таблица 4. Статистические параметры распределения запасов магнитной фракции (МФ*) и сферических маг¬
нитных частиц (СМЧ**) в верхних 30 см исследованных почв
Участок
Компонент
Параметр
X
5
Алл %
ЛИМИТЫ
медиана
п
“Лес”
МФ, п х 10~3
31.8
6.3
19.8
18.8-46.5
30.3
25
СМЧ, г/м2
12.3
3.6
29.5
8.4-17.9
12.0
5
“Поле-2”
МФ, и х 1(Г3
32.2
10.5
32.6
18.7-48.3
31.2
10
СМЧ, г/м2
10.8
2.4
22.6
8.1-14.4
9.8
5
“Поле-1”
МФ, п х 10"3
31.4
10.0
31.8
17.3-59.4
28.6
25
СМЧ, г/м2
9.3
4.2
45.5
3.5-21.2
8.3
20
“Склон”
МФ, п х ИГ3
28.0
9.6
34.3
16.7—43.3
30.0
14
СМЧ, г/м2
5.3
2.1
39.4
2.8-8.8
4.8
13
* Учитывались условно-природные магнетики, содержание которых вычислялось как разность между содержанием магнит¬
ной фракции и содержанием СМЧ. Выборка включает все почвы и горизонты.
** Суммарное содержание СМЧ в слое 0-30 см.
х - оценка среднего; 5 - оценка стандарта; ЛГу- оценка коэффициента вариации; п - объем выборки.
Среднее, стандарт, лимиты и медиана имеют размерность соответствующего компонента.
Таблица 5. Запасы изотопа ,37С$ в почвах контрольной площадки “Поле-1”
Метод наблюдений
Год наблюдений
Параметр
X
5
К^%
лимиты
медиана
п
Лабораторный
2003
259.4
44.1
17.0
186.4-359.9
257.6
20
анализ проб
1998
337.1
64.0
19.0
263.5-449.9
314.7
9
Экспресс-анализ
прибором “Корад”
1998
309.3
34.0
11.0
265.5-392.5
298.8
27
ризонта мощностью до 18 см со среднегодовой
интенсивностью до 14 т/га (в среднем для изучен¬
ного склона - 8 т/га) при допустимом уровне 1-
2 т/га.
Запасы 137С$ в почвах и оценка
темпов эрозии и аккумуляции. Резуль¬
таты гамма-спектрометрического анализа проб,
отобранных в 2003 г. на контрольной площадке
“Поле-1”, представлены в табл. 2 и 5. В табл. 5.
для сравнения также приведены результаты бо¬
лее ранних (1998 г.) измерений запаса 137С$ в поч¬
вах этой же площадки за вычетом количества це¬
зия, распавшегося за 5 лет [3]. В дальнейшем при
сравнении данных, полученных в различные сро¬
ки, мы оперируем только скорректированными
значениями запасов радионуклида.
Как можно видеть, практически весь запас
137С8 сосредоточен в слое 0-30 см, слой 30-40 см
содержит менее 1% изотопа, что указывает на не¬
значительную интенсивность вертикальной миг¬
рации данного элемента.
Среднее значение удельного запаса 137С5 на
участке “Поле-1” при опробовании в 2003 г. ока¬
залось меньшим, чем при опробовании в 1998 г.
(на расположенном ближе к лесополосе опорном
участке 1998 г. - см. рис. 2), однако диапазоны из¬
менений запасов имеют достаточно широкую об¬
ласть пересечения (табл. 5). Хотя диапазон изме¬
нения запасов 137Сз в пределах контрольной пло¬
щадки “Поле-1” достаточно велик, полученное
значение коэффициента вариации - 17% - не пре¬
вышает средних величин, характерных для прост¬
ранственного варьирования концентраций 137Св в
почвах при его глобальном выпадении [16]. Необ¬
ходимо отметить, что это значение близко к по¬
лученным ранее для других контрольных площа¬
док, расположенных на территории Плавского
чернобыльского пятна [3].
Наблюдаемая на контрольных площадках го¬
ризонтальная пространственная изменчивость
плотности загрязнения почв цезием-137 в значи¬
тельной степени обусловлена неоднородностью
поля первоначальной аккреции изотопа почвен¬
ным покровом, что может объясняться особенно¬
стями радиоактивных аэрозолей и условиями их
выпадения - метеопараметрами, микрорельефом
и растительностью. Съемка прибором “Корад”
обеспечивает частичное нивелирование этой ва¬
риабельности, что отражается в значении коэф¬
фициента вариации (11 %) - он значительно ниже,
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1089
Удельные запасы, кБк/м2 Абс. высота, м
Рис. 3. Изменение удельных запасов 137С$ в почвах участка “Склон”: 1 - по данным полевой экспрессной гамма-съем¬
ки прибором “Корад” (1998 г.), 2 и 3 - по данным лабораторного анализа проб 1998 и 2003 гг. соответственно; прямыми
линиями показан уровень соответствующих опорных значений для контрольных площадок; 4 - поверхность склона и
местоположение точек опробования почв 2003 г.
чем для данных анализа почвенных образцов
(табл. 5).
В 1998 и 2003 гг. в почвах склона зафиксирова¬
ны близкие удельные запасы 137С8, в то время как
различия между почвами контрольных площа¬
док по этому параметру оказались более сущест¬
венными (рис. 3, табл. 6). В частности, запасы
цезия в почвах контрольной площадки в 2003 г.
составили 75-80% от величин 1998 г. Причиной
этого несоответствия может служить влияние
лесополосы, вблизи которой интенсивность вы¬
падений увеличивается, или других неучтенных
факторов.
В результате в 1998 г. практически все опробо¬
ванные почвы склона были обеднены цезием по
сравнению с почвой контрольной площадки. В
2003 г. активность проб склоновых почв оказа¬
лась ближе к активности проб контрольных почв.
Таблица 6. Радиационные параметры почв участка “Склон” и темпы смыва/аккумуляции
Точка
наблюдения
Глубина
отбора проб
Активность
проб, Бк/кг
Удельный
запас изотопа
137Сз в почве,
кБк/м2
Среднегодовое изменение массы почвы, т/га в год
(параметры вариантов расчета см. в тексте)*
вариант 1
вариант 2
вариант 3
S1
0-30
892
352
61.4
7.6
23.6
S1/2
30-50
182
Не опр.
S2
0-30
752
234
-14.8
-46.7
-37.2
S3
0-30
867
279
12.3
-27.2
-15.4
S4
0-30
686
216
-25.4
-55.3
-46.4
S5
0-30
743
234
-14.9
-47.2
-37.6
S6
0-30
752
263
2.7
-37.6
-25.6
S7
0-30
837
287
18.1
-25.0
-12.2
S8
0-30
813
272
8.3
-31.6
-19.7
S9
0-30
802
281
14.5
-28.6
-15.8
S10
0-30
718
209
-27.7
-54.3
-46.3
S11
0-30
649
217
-26.7
-58.4
-49.0
S12
0-30
520
158
-58.1
-79.2
-72.9
S13
0-30
1068
345
52.7
3.8
18.3
* Отрицательное значение подразумевает эрозию, положительное - аккумуляцию.
5 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1090
ГЕННАДИЕВ и др.
Лишь в двух точках опробования значения запа¬
сов радионуклида существенно превысили опор¬
ную величину. Если для нижней части трансекты
(точка 81) это превышение можно объяснить ак¬
кумуляцией наносов перед напашью и подтвер¬
дить фактом сохранения значимой активности
137С$ в слое 30-50 см и повышенной мощностью
гор. Апах, то для верхней, приводораздельной ча¬
сти склона (точка 813) превышение запасов нео¬
бычно и может связываться с влиянием некон¬
тролируемых случайных факторов.
На отрезке 810-812, согласно результатам из¬
мерений 2003 г., запасы цезия на 16-40% ниже,
чем в почвах контрольной площадки “Поле-1”.
Если предположить, что это вызвано проявлени¬
ем эрозии, то наблюдаемое уменьшение запасов
будет эквивалентно удалению слоя почвы мощ¬
ностью не менее 4-10 см за 17-летний период вре¬
мени. На отрезке 81-89 результаты 2003 года в
целом хорошо соотносятся с запасами, измерен¬
ными прибором “Корад”, - в точках отбора проб
2003 года наблюдается практически полное сов¬
падение значений (рис. 3), а небольшие колебания
связаны с более плотным расположением точек
измерения “Корадом”.
Для перехода от изменения запасов 137С$ к ко¬
личественным оценкам темпов эрозионно-акку¬
мулятивных процессов применялась пропорцио¬
нальная калибровочная модель. Достоинства и
недостатки ее использования в условиях интен¬
сивного чернобыльского загрязнения были по¬
дробно изложены ранее [3]. Использование про¬
стой балансовой модели в данных условиях неце¬
лесообразно из-за небольшого временного
интервала, прошедшего с 1986 г., и относительно
невысоких ожидаемых темпов смыва.
Распределения запасов по длине склона, изме¬
ренные в разное время и разными способами, в
целом схожи (за исключением проблемного уча¬
стка 810-813) - см. рис. 3. В качестве опорного
значения удельных запасов цезия-137 при расче¬
тах темпов смыва и аккумуляции может быть
принято (табл. 6): вариант 1 - среднее значение
удельных запасов изотопа в 20 точках контроль¬
ной площадки “Поле-1”; вариант 2 - то же для
9 точек отбора проб на опорном участке 1998 г.;
вариант 3 - то же для 25 точек экспрессных изме¬
рений прибором “Корад” на опорном участке
1998 г. Представляется, что вариант 3 дает наибо¬
лее достоверную оценку темпов эрозионно-акку¬
мулятивных процессов, поскольку другие значе¬
ния обеспечены меньшим числом контрольных
точек (вариант 2) или характеризуют меньшую
по площади территорию (вариант 1).
Таким образом, согласно наиболее вероятной
реконструкции, на отрезке 89-82 почвы на протя¬
жении последних 17 лет характеризуются интен¬
сивным смывом - от 12 до 46 т/га в год. Лишь в ни¬
жней части склона, перед напашью, имеет место
отчетливая аккумуляция материала (точка 81).
Данные, полученные по проблемным точкам
812-810, эквивалентны ежегодному смыву 46-
73 т почвы на га, а в точке 813 - намыву почвы со
средней скоростью около 18 т/га • год (табл. 6, ва¬
риант 3). Представляется, что эти величины не
соответствуют реальной ситуации и отражают
воздействие неконтролируемых факторов на
концентрацию цезия в почвах.
Сравнительный анализ результа¬
тов применения двух методов (за¬
ключение). Запасы цезия-137 и сферических
магнитных частиц в почвенном покрове района
исследований достаточны для того, чтобы ис¬
пользовать эти два техногенных компонента для
оценки эрозионно-аккумулятивных процессов.
Латеральное пространственное варьирование за¬
пасов 137С8 и СМЧ, определенных указанными
методами в освоенных черноземах района работ,
характеризуются значениями коэффициента ва¬
риации на уровне 17 и 23-45% соответственно.
К моменту выпадения “чернобыльского” изо¬
топа ,37С8 основная часть запасов магнитных сфе-
рул в исследованных почвах уже сформировалась
и была перераспределена эрозионно-аккумуля¬
тивными и турбационными процессами. В пользу
этого свидетельствуют не только цитированные
выше результаты исследований в соседних регио¬
нах, но и фиксируемая в районе работ большая
глубина проникновения СМЧ в толщу ненару¬
шенных почв и более равномерное их распреде¬
ление в верхних 15-20 см (рис. 4). В почвах кон¬
трольной площадки “Поле-1” практически весь
запас сферул сосредоточен в верхних 30 см, по¬
этому неудивительно, что и цезий-137 в слое 30-
40 см не был обнаружен.
Наблюдаемые нами в почвах участка “Склон”
запасы двух компонентов-маркеров демонстри¬
руют отчетливую корреляцию (рис. 5). И хотя
рассчитанный по всей совокупности данных ко¬
эффициент корреляции составил 0.2, исключение
всего лишь трех пар значений, полученных в точ¬
ках наибольших расхождений (81, 812 и 813), уве¬
личивает его до 0.8. На участках 89-87 и ¿6-82
форма и экстремумы кривых среднегодового из¬
менения почвенной массы практически совпада¬
ют (рис. 6).
Почвы исследованного склона достоверно
обеднены компонентами-маркерами по сравне¬
нию с почвами контрольной площадки (рис. 5),
что позволяет оценить их среднегодовой смыв
для последних 140 лет величиной около 10 т/га
(по СМЧ), а для последних 15-17 лет - величиной
15-45 т/га (*37Св).
Проявления эрозии на склоне отчетливо не¬
равномерны, что отражается в чередовании зон
относительного обеднения и обогащения почв
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1091
СМЧ, л 1(Г4%
80 г
4000
3500 -
3000 -
2500 -
2000 -
СМ
Рис. 4. Вертикальное распределение 137Сэ и магнит¬
ных сферических частиц в почвах, не подверженных
эрозии, аккумуляции и распашке.
компонентами-маркерами. В средней части скло¬
на эти зоны, реконструированные по изменению
запасов СМЧ и цезия-137, в основном совпадают
(рис. 5, 6): наиболее активная мобилизация мате¬
риала, по-видимому, имеет место вблизи точек
наблюдения 510, Б8 и 54-55. Почвы нижней части
склона отчетливо обеднены сферулами, но обо¬
гащены цезием (рис. 5): наиболее высокая радио¬
активность характерна для почв узкой полосы
вдоль напаши, сравнительно бедных сферулами.
Принимая во внимание хронологическую ра¬
зобщенность двух компонентов-маркеров, можно
интерпретировать полученные расхождения как
отражение тех изменений, которые произошли в
направленности и интенсивности эрозионных
Запасы СМЧ, г/м2 Запасы 137Сз, кБк/м2
• I • I I I I I I —н —,
<УЭ с/э 00 оо
Точки наблюдений
Рис. 5. Распределение запасов сферических магнит¬
ных частиц и изотопа 137Сб в почвах участка “Склон'’:
/ - СМЧ, 2 - 137Сз.
Среднегодовое изменение
—< сч 1^- оо а О—1 м
с/осЛс/о<уэс/эсос/0(У)"Г~Т~ГТ
00 <УЭ с/э с/э
Точки наблюдений
Рис. 6. Реконструкция темпов эрозии/аккумуляции
почв участка “Склон” на основе использования двух
компонентов-маркеров: 1 - СМЧ, 2 - 137Сб.
процессов за последние несколько десятилетий.
Обеднение почв нижней части склона магнитны¬
ми сферическими частицами говорит о том, что в
течение последних 100-150 лет почвы здесь раз¬
вивались в денудационном тренде, то есть в усло¬
виях господства процессов выноса вещества над
его привносом. Об этом же свидетельствует и
морфологическое строение профиля этих почв, а
именно - отсутствие гор. А1, незатронутого рас¬
пашкой, и сравнительно низкая мощность пере¬
ходного горизонта А1В. Накопление изотопа це¬
зия-137 указывает на преобладающую здесь в по¬
следние 15-17 лет аккумуляцию: она не
проявилась в изменении запасов СМЧ, основная
часть которых поступила в почвы участка задол¬
го до чернобыльской катастрофы.
Два использованных компонента-маркера раз¬
личаются не только происхождением и возрас¬
том, но и формами нахождения в почвах. Мигра¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
5*
1092
ГЕННАДИЕВ и др.
ционная способность цезия-137 изначально вы¬
ше, чем СМЧ, что обусловлено перемещением
некоторого количества изотопа в ионной форме
и его преимущественной сорбцией частицами
коллоидной размерности, в то время как наблю¬
даемые СМЧ имеют более крупные размеры - от
1 до 25 мкм. В связи с этим, в одних и тех же усло¬
виях убыль цезия всегда будет превосходить
убыль СМЧ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Атлас радиоактивного загрязнения Европейской
части России, Белоруссии и Украины / Под. ред.
Ю.А. Израэля. М.: Росгидромет, Роскартография,
1998. 142 с.
2. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпаневский Л.О.,
Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. Яро¬
славль: ЯГТУ, 1995. 223 с.
3. Беляев В.Р., Маркелов М.В., Голосов В.Н., Бон-
те Ф., Иванова Н.Н. Использование изотопа це¬
зия-137 для оценки современной агрогенной транс¬
формации почвенного покрова в районах черно¬
быльского загрязнения // Почвоведение. 2003. № 7.
С. 876-891.
4. Геннадиев А.Н., Олсон К.Р., Чернянский С.С.,
Джонс РЛ. Количественная оценка эрозионно-ак¬
кумулятивных явлений в почвах с помощью техно¬
генной магнитной метки // Почвоведение. 2002.
№ 1. С. 21-32.
5. Геннадиев А.Н., Олсон К.Р., Чернянский С.С.,
Джонс РЛ. Почвообразование, эрозия и загрязне¬
ние почв на территории древнего поселения “Ка-
хокиа” в долине р. Миссисипи (США) // Вестник
Московского университета. Сер. 5. География.
2001. №3. С. 33-38.
6. Геннадиев А.Н., Олсон К.Р., Чернянский С.С.,
Джонс РЛ. Применение метода техногенной маг¬
нитной метки для количественно-хронологичес¬
кой оценки механической миграции вещества в
почвах (на примере почв курганного поля “Кахо-
киа”, США) // Геохимия ландшафтов и география
почв. Смоленск: Ойкумена, 2002. С. 370-388.
7. Геннадиев А.Н., Чернянский С.С. Использование
сферических магнитных частиц в качестве индика¬
тора-метки при изучении катенарных почвенных
сопряжений // Проблемы эволюции почв. Пущино:
ОНТИ ПНЦ, 2002. С. 102-107.
8. Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Кован Р.Г. Сфе¬
рические магнитные частицы как микрокомпонен¬
ты почв и трассеры массопереноса // Почвоведе¬
ние. 2004. № 5. С. 15-25.
9. Глазовский Н.Ф., Учватов В.П. Химический со¬
став атмосферной пыли некоторых районов ЕТС.
Пущино, 1981. 33 с.
10. Голосов В.Н. Использование радиоизотопов при
исследовании эрозионно-аккумулятивных процес¬
сов // Геоморфология. 2000. № 2. С. 26-33.
И. Добровольский Г.В. Мониторинг и охрана почв //
Почвоведение. 1986. № 12. С. 14—18.
12. Добровольский Г.В. Тихий кризис планеты // Вест¬
ник РАН. 1997. Т. 67. № 4. С. 313-320.
13. Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв.
М.: Изд-во МГУ, 1985. 224 с.
14. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение
почв как незаменимого компонента биосферы. М.:
Наука, 2000. 186 с.
15. Иванова Н.Н., Голосов В.Н., Маркелов М.В. Срав¬
нение методов оценки интенсивности эрозионно¬
аккумулятивных процессов на обрабатываемых
почвах // Почвоведение. 2000. № 7. С. 876-887.
16. Квасникова Е.В., Стукин Е.Д., Голосов В.Н. Не¬
равномерность загрязнения цезием-137 террито¬
рий, расположенных на большом расстоянии от
Чернобыльской АЭС // Метеорология и гидроло¬
гия. 1999. № 2. С. 5-11.
17. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Ко¬
лос, 1977. 224 с.
18. Кузнецов М.С., Демидов В.В. Эрозия почв лесо¬
степной зоны Центральной России: моделирова¬
ние, предупреждение и экологические последст¬
вия. М.: Полтекс, 2002. 184 с.
19. Ларионов ГА. Эрозия и дефляция почв: основные
закономерности и количественные оценки. М.:
Изд-во Моек, ун-та, 1993.199 с.
20. Маккавеев Н.И. Эрозионные процессы на Русской
равнине // Эрозия почв и русловые процессы. М.:
Изд-во Моек, ун-та, 1974. Вып. 4. С. 6-14.
21. Мельшиян В.В. Тульская область. Экономико-гео¬
графический очерк. Тула: Тульское книжное изд-
во, 1959. 240 с.
22. Попов В.В. Леса Тульской области // Леса Евро¬
пейской части СССР и Закавказья/Леса СССР. М.:
Наука, 1965. С. 5-32.
23. Уоллинг Д.Э., Голосов В.Н., Квасникова Е.В., Ван-
декастелъ К. Радиоэкологические проблемы за¬
грязнения почв малых водосборов // Почвоведе¬
ние. 2000. № 7. С. 888-897.
24. Фридман Ш.Д., Квасникова Е.В., Глушко О.В., Го¬
лосов В.Н., Иванова Н.Н. Миграция цезия-137 в
сопряженных геокомплексах Среднерусской воз¬
вышенности // Метеорология и гидрология. 1997.
№ 5. С. 45-55.
25. Шамшин А.С. Борьба с эрозией почв. Тула: Туль¬
ское книжное изд-во, 1961. 52 с.
26. Golosov V.N., Walling D.E., Panin A.V., Stukin E.D.,
Kvasnikova E.V., Ivanova N.N. The spatial variability of
Chernobyl-derived Cs-137 inventories in small agricul¬
tural drainage basin in Central Russia 11 years after the
Chernobyl incident // Applied Radiation and Isotopes.
1999. V. 51. P. 341-352.
27. Huffman G.P., Huggins F.E. Reactions and Transforma¬
tions of Coal Mineral Matter at Elevated Temperatures //
Mineral Matter and Ash in Coal. Am. Chem. Soc. Symp.
Ser. 301. Philadelphia, PA. Aug. 26-31. 1984. P. 100-
113.
28. Hussain /., Olson K.R., Jones R.L. Erosion Patterns on
Cultivated and Uncultivated Hillslopes Determined by
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНАЛИЗ СОПРЯЖЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1093
Soil Fly Ash Contents // Soil Science. 1998. Vol. 163.
№ 9. P. 726-738.
29. Jones R.L., Olson K.R. Fly Ash Use as a Time Marker in
Sedimentation Studies // Soil Science Society of Ameri¬
ca Journal. 1990. V. 54. P. 1393-1401.
30. Loughran R.J. The use of the environmental isotope cae¬
sium-137 for soil erosion and sedimentation studies //
Trends in Hydrology. V. 1. 1994. P. 149-167.
31. Olson K.R., Gennadiyev A.N., Jones R.L., Chemyan-
skii S.S. Erosion Patterns on Cultivated and Reforested
Hillslopes in Moscow Region, Russia// Soil Science So¬
ciety of America Journal. 2002. V. 66. № 1. P. 193-201.
32. Olson K.R., Jones R.L. Use of fly ash as time marker in
soil erosion and sedimentation studies // Sustaining the
global farm. Selected papers from the 10th Int. Soil Con-
serv. Org. Meeting. Purdue Univ., 2001. P. 1059-1061.
33. Olson K.R., Jones R.L., Gennadiyev A.N., Chemyan-
skii S.S., Woods W., Lang J.M. Accelerated erosion on a
Mississippian mound at Cahokia site in Illinois // Soil
Science Society of America Journal. 2002. V. 66. № 6.
P. 1911-1921.
34. Olson K.R., Jones R.L, Gennadiyev A.N, Chernyan-
skiiS.S., Woods W.I. Soil Development on Monks
Mound at the Cahokia Arhaelogical Site, Illinois // Soil
Survey Horizons. 2003. V. 44. № 3. P. 73-106.
35. Olson K.R., Jones R.L, Gennadiyev A.N, Chernyan-
skii S.S., Woods W.I., J.M. Lang. Soil catena formation
and erosion of two Mississippian mounds at Cahokia ar¬
chaeological site, Illinois. Soil Science. 2003. V. 168.
№ 11. P.812-824.
36. Ritchie J.C., McHenry J.R. Application of radioactive
fallout Caesium-137 for measuring soil erosion and sed¬
iment accumulation rates and patterns: A review // J. of
Environ. Quality. 1990. V. 19. P. 215-233.
37. Vanden Berghe I, Gulinck H. Fallout 137Cs as tracer for
soil mobility in the landscape framework of the Belgian
Loamy region // Pedologie. 1987. N2 37. P. 5-20.
38. Walling D.E., Quine T.A. The use of caesium-137 mea¬
surement in soil erosion surveys // IAHS Publ. № 210.
1992. P. 143-152.
The Concurrent Use of Radioactive and Magnetic Tracers
for Soil Erosion Quantification
A. N. Gennadiev, V. N. Golosov, S. S. Chernyanskii, M. V. Markelov,
K. R. Olson, R. G. Kovach, and V. R. Belyaev
Two methods for the quantitative assessment of erosion-accumulation processes (the radiocesium method and
the technogenic magnetic tracer method) were compared for the first time with weakly eroded chernozems from
Tula oblast as examples. Much attention was paid to the assessment of the lateral variation of the marker-com¬
ponent reserves in the arable horizon.
№ 9
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1094-1101
АНТРОПОГЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ
И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 504:574(1-21)
АНТРОПОГЕННЫЕ ПОЧВЫ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ
КРУПНЫХ ГОРОДОВ ЮЖНОЙ ТАЙГИ
© 2005 г. М. Н. Строганова1, А. В. Раппопорт2
1 Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
2Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 17.02.2005 г.
Рассматриваются особенности формирования почв городских ботанических садов, отличающих их
как от городских, так и от окультуренных сельскохозяйственных почв. Основными направлениями
развития почв городских ботсадов следует считать антропогенный педоседиментогенез и гомогени¬
зацию отложенных ранее слоев. Обосновывается выделение новой группы почв - рекреаземов как
рекультивируемых почв с многоразовыми насыпными органо-минеральными или торфосодержа¬
щими (торфо-компостными и торфо-песчаными) плодородными субстратами.
Изучение городских почв в последние два деся¬
тилетия получило широкое распространение. В
научных кругах высказывается необходимость
выделения раздела городского почвоведения в са¬
мостоятельное научное направление, изучающее
городские почвы с позиций особого взаимодейст¬
вия природно-антропо-техногенных факторов,
специфичности процессов и свойств, а также сво¬
еобразного строения этих тел, часто не обладаю¬
щих характерным для естественных почв профи¬
лем АВС.
Большой вклад в концепцию городского поч¬
вообразования внесли фундаментальные работы
Г.В. Добровольского, который, предвидя необхо¬
димость и перспективность изучения городских
почв в связи с усиливающейся урбанизацией, с са¬
мого начала поддерживал эти работы в Москов¬
ском университете и выступал в защиту данного
сравнительно нового направления исследований.
Его новаторские работы расширили понимание
почвы как биокосного тела, обладающего не
столько плодородием, сколько определенными
экологическими функциями [5]. Работы Г.В. До¬
бровольского позволили также дополнить образ
почвы, включив в него такие характерные при¬
знаки (кроме морфолого-генетических характе¬
ристик), как наличие определенного набора эко¬
логических функций. Главными из них в городе
являются продуктивность почвы, деструкция ор¬
ганических веществ и их соединений, способность
сорбировать в толще загрязняющие вещества и
удерживать их от проникновения в почвенно¬
грунтовые воды, а также предотвращение по¬
ступления пыли в городской воздух [3, 8].
Мы полагаем, что специфические почвы, фор¬
мирующиеся в городе аналогично естественным
почвам, играют роль базисной составляющей
экосистемы.
Актуальность исследования почвенного по¬
крова в городских ботанических садах обусловле¬
на их экологической и рекреационной ролью. Ис¬
тория и характер формирования ботанических
садов в городах оказывают влияние на почвооб¬
разовательный процесс, результатом которого
становится формирование почв, отличающихся
по свойствам как от собственно городских почв -
урбаноземов, так и от окультуренных агропочв.
Необходимо подчеркнуть, что данная работа -
первый опыт изучения широко распространен¬
ных в городских ботанических садах насыпных и
(или) нарушенных антропогенных почв. Подроб¬
ная история почв позволяет проводить сравни¬
тельно-географические исследования и осуще¬
ствлять мониторинг почвенных свойств, выявляя
современные тенденции.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводились в четырех ботани¬
ческих садах. В Москве изучены почвы на основ¬
ной территории Ботанического сада МГУ на Во¬
робьевых горах (БС МГУ), созданного в 1951 г.,
где заложено 18 почвенных разрезов; в его фи¬
лиале на проспекте Мира (филиал БС МГУ),
основанного в 1706 г. (9 разрезов), а также на
территории Главного Ботанического сада РАН
им. Н.В. Цицина (ГБС РАН), основанного в 1945 г.
(1 разрез). В Санкт-Петербурге исследованы поч¬
вы сада Ботанического Института РАН им.
В.Л. Комарова (БИН РАН), основанного в 1714 г.
(4 разреза).
Во всех садах разрезы почв закладывались в
схожих функциональных зонах: на залежи или га¬
зоне, в цветнике или на пашне, в дендропарке. На¬
ми не рассматриваются ненарушенные естествен¬
1094
АНТРОПОГЕННЫЕ ПОЧВЫ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ
1095
ные почвы ботанических садов, поскольку они
были изучены ранее [2, 6].
Для сравнения почв ботанических садов с го¬
родскими почвами в качестве фоновых использо¬
ваны данные, полученные Агарковой для урбано-
земов г. Москвы [1].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Факторы почвообразования в бо¬
танических садах. Проведенные исследова¬
ния позволяют считать, что почвы садов являют¬
ся результатом совместного воздействия зональ¬
но-климатических факторов почвообразования,
средообразующего антропогенного фактора, ха¬
рактерного для городских территорий, и специ¬
фических факторов, связанных с функциониро¬
ванием садов, которые можно назвать рекульти-
вационными. Воздействие всех перечисленных
выше факторов меняется в зависимости от распо¬
ложения сада, экспозиционного использования
участка, продолжительности антропогенного воз¬
действия, которое составляет от первых десятков
лет до трех веков. Различное сочетание факторов
почвообразования обусловливает широкий раз¬
брос почвенных свойств в городских ботанических
садах. Выбранные нами объекты исследования об¬
ладают большим морфологическим разнообрази¬
ем и позволяют в значительной степени оценить
влияние тех или иных факторов на почвенные
свойства на территории ботанических садов.
Мощность и содержание гумуса, количество и
состав включений, а также расположение относи¬
тельно соседних слоев в почвенном профиле поз¬
воляют выявить причины формирования того
или иного горизонта: первоначальная организа¬
ция ландшафта сада; перепланировка сада; прове¬
дение строительных работ как на территории са¬
да, так и на прилегающих территориях.
Большинство насыпных слоев имеют мощ¬
ность более 15 см и формировались единовремен¬
но, поэтому последующие нарушения почвы не
приводили к перемешиванию материала этих
слоев и между ними сохранились резкие перехо¬
ды. Количество разновозрастных горизонтов и
насыпных слоев напрямую зависит от количества
смен экспозиций, а значит, и возраста сада. В фи¬
лиале БС МГУ разрезами вскрыто 4-6 погребен¬
ных горизонтов, в БИН РАН - 2—4, в БС МГУ -
1-2, в ГБС РАН - 1. Мощность антропогенного
слоя варьирует в широких пределах: в филиале
БС МГУ он составляет 100-120 см и более, в БИН
РАН 60-100 см, в БС МГУ до 100 см, а местами и
более, в ГБС РАН 10-30 см. Во всех садах этот на¬
носной слой имеет схожий состав и свойства, что
и позволило нам сравнивать изучаемые почвы.
Несмотря на значительное количество наноси¬
мого на поверхность почвы ботанических садов ма¬
териала, мощность этого наноса меньше, чем на
прилегающих к саду городских территориях, поэто¬
му территории садов со временем оказываются не¬
сколько-ниже, чем прилегающие к ним городские
кварталы. Особенно хорошо видно такое отстава¬
ние в росте мощности слоя в старых садах древнего
центра города (филиал БС МГУ, БИН РАН).
Состав исходных почвообразующих пород во
всех садах разный. В Санкт-Петербурге это слоис¬
тые аллювиальные отложения, в БС МГУ - покров¬
ные пылеватые глины и тяжелые суглинки, залега¬
ющие на морене; в филиале БС МГУ - слоистые
флювиогляциальные отложения разного грануло¬
метрического состава - от песка до тяжелого суг¬
линка; в ГБС РАН - тяжелосуглинистая морена.
Во всех исследованных садах обнаружено по¬
стоянное (БИН РАН) или периодическое (все об¬
следованные московские сады) переувлажнение
нижней части профиля.
Строение профиля антропогенных
почв ботанических садов. Профиль ант¬
ропогенных почв ботанических садов состоит из
трех частей разного состава, происхождения и
мощности (табл. 1). Различное сочетание этих
трех частей позволяет сгруппировать и система¬
тизировать все многообразие почв.
I. Верхняя часть профиля представлена совре¬
менными гумусово-аккумулятивными горизонта¬
ми (Au), насыпными органо-минеральными
(RAT) или торфосодержащими (RT) смесями. По¬
верхностные гумусово-аккумулятивные горизон¬
ты, органо-минеральные и торфосодержащие
слои подавляющего большинства антропогенных
почв городских ботанических садов отличаются
Таблица 1. Горизонты трех частей профиля почв ботанических садов
Части профиля
Состав слоев и их происхождение
I верхняя
гумусово-аккумулятивный органо-минеральная смесь
горизонт
торфосодержащая
смесь
II средняя
природная почва
урбанозем планировочный грунт
(техногенный слой)
скальпированная почва
или
почвообразующая
или
подстилающая порода
III нижняя
почвообразующая
порода
погребенная природная почва, техногенный
слой, культурный слой
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1096
СТРОГАНОВА, РАППОПОРТ
буровато-серой и темно-серой окраской, малым
количеством антропогенных включений (<5%),
хорошей оструктуренностью, рыхлым или слегка
уплотненным сложением. Мощность поверхност¬
ного гумусового горизонта составляет 6-34 см,
при этом она зависит не от возраста сада и про¬
должительности окультуривания, а от функцио¬
нального использования: 11 ± 5 см в дендропарке,
15 ± 7 см под газонами, 27 ± 7 см в цветниках.
Важно подчеркнуть, что увеличение мощнос¬
ти гумусового профиля по сравнению с исходны¬
ми дерново-подзолистыми почвами происходит
главным образом за счет подсыпки почвенного
материала и в значительно меньшей степени за
счет углубления гумусового горизонта при пере¬
копке. Второй путь был возможен в старых садах
(филиал БС МГУ и БИН РАН) в первые годы их
существования, когда они были аптекарскими
огородами и в них выращивали многолетние тра¬
вы. Однако за последующие три века существова¬
ния садов из привнесенных субстратов образовал¬
ся мощный почвенный слой, для которого харак¬
терна высокая однородность строения.
Привносимый материал мог быть плодород¬
ной почвенной смесью (филиал БС МГУ, БИН
РАН), органо-минеральной (питомники и цветни¬
ки в БС МГУ) или торфосодержащей смесью
(дендропарк БС МГУ). Органо-минеральная
смесь (RAT) состоит из остатков растений разной
степени разложения и минерального компонента.
Могут встречаться отдельные фрагменты торфа.
Количество органического вещества <35%. Тор¬
фосодержащая смесь (RT) содержит более 35%
органического вещества (разной степени разло-
женности). В зависимости от состава смесь может
быть торфо-песчаной, торфо-суглинистой и тор¬
фо-компостной. Со временем наблюдается кон¬
вергенция свойств насыпного материала: умень¬
шается содержание С орг, повышается степень
разложенности органического вещества, гори¬
зонт становится более гомогенным. Исследова¬
ния показали, что к настоящему времени в БС
МГУ слой торфосодержащей смеси уплотнился,
значительная часть органического вещества ми¬
нерализовалась. Но на микроморфологическом
уровне еще видна неоднородность содержания
органического вещества и наличие фрагментов
торфа разной степени разложенности.
В гумусированных горизонтах наблюдается,
как было отмечено ранее [4], значительная чис¬
ленность и биомасса мезофауны и, как следствие,
хорошая агрегированность. Это является важной
отличительной чертой почв садов от большинст¬
ва городских почв, которые вследствие сильного
нарушения растительного покрова и переуплот¬
нения поверхности характеризуются низкой чис¬
ленностью мезофауны.
Регулярное перекапывание почв цветников
БС МГУ с внесением органических и минераль¬
ных удобрений приводит к ускоренному по срав¬
нению с дендропарком созданию гомогенного по¬
верхностного гумусово-аккумулятивного гори¬
зонта значительной мощности.
II. Средняя часть почвенного профиля состоит
из погребенных горизонтов ненарушенных есте¬
ственных почв, урбаноземов, антропогенно при¬
внесенного (планировочного) или ненарушенно¬
го (С, D) грунта и определяется возрастом сада и
особенностями формирования почвенного про¬
филя. Так, на наименее преобразованных тер¬
риториях в ГБС РАН и БС МГУ под созданным
гумусовым горизонтом (Au) залегает исходная
дерново-подзолистая почва. На сильно преобра¬
зованных территориях БС МГУ, под поверхност¬
ным гумусово-аккумулятивным горизонтом зале¬
гает скальпированная почва или планировочный
грунт. В старых садах за 300 лет их существова¬
ния сформировалась серия разновозрастных на¬
сыпных горизонтов мощностью от 35 см в БИН
РАН до 100 см в филиале БС МГУ, которые в на¬
стоящее время являются погребенными (табл. 1).
Эти горизонты характеризуются разным грану¬
лометрическим составом, различным содержани¬
ем гумуса и антропогенных включений.
Ш. Нижняя часть профиля представлена по¬
гребенной естественной почвой или планиро¬
вочным грунтом, или грунтом ненарушенного
залегания. В большинстве исследованных нами
разрезах эта часть представлена породами ненару¬
шенного залегания, однако в филиале БС МГУ на
глубине около 1 м были обнаружены погребенные
горизонты естественных почв ([А], [ELB]). Плани¬
ровочный грунт встречался в БС МГУ.
Для нижней части профиля всех исследован¬
ных садов характерно переувлажнение, которое
проявляется неравномерной сизо-охристой окра¬
ской гор. BCg (филиал БС МГУ), железисто-мар¬
ганцевыми стяжениями и конкрециями (Б С МГУ,
филиал БС МГУ, ГБС РАН). В Санкт-Петербур¬
ге переувлажнение связано с характерным для го¬
рода высоким уровнем грунтовых вод - 1.5-2 м, а
в московских садах - с возникновением верховод¬
ки во влажное время года.
Группировка и систематика почв
ботанических садов. На основе анализа по¬
лученных полевых материалов и аналитических
данных мы считаем необходимым дополнить
классификацию городских антропогенных почв,
предложенную ранее [9]. Расширение разнообра¬
зия городских почв в предлагаемой нами класси¬
фикации вызвано тем, что, изучая почвы в бота¬
нических садах, были исследованы особенности
процесса рекультивации (оздоровления, окульту¬
ривания) почв. Для рекультивации почв харак¬
терно многоразовое использование насыпных ор¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНТРОПОГЕННЫЕ ПОЧВЫ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ
1097
гано-минеральных субстратов и торфосодержа¬
щих смесей для увеличения плодородия и
восстановления устойчивости почв к негативным
воздействиям. Наиболее широко и эффективно в
городах эти мероприятия проводятся в садах и пи¬
томниках, но могут иметь место и в городских
парках и, локально, в селитебных зонах.
Как известно, процесс окультуривания почв на
сельскохозяйственных землях сопровождается
агрохимическими и агрокультуртехническими
мероприятиями, включающими педотурбацию
или переворачивание поверхностного пласта. В
ботанических садах, особенно в дендропарках, ре¬
культивация включает ежегодное добавление
плодородных смесей. Одновременно в ботсадах,
например в цветниках, могут иметь место и агро-
генные процессы педотурбирования поверхност¬
ного горизонта.
В связи с этим почвы ботсадов, в которых про¬
текают процессы рекультивации (окультурива¬
ния), значительно отличаются по морфологичес¬
кому строению и химическим свойствам как от
других городских почв, так и от окультуренных
сельскохозяйственных почв. Подобные почвы,
созданные процессами рекультивации, мы пред¬
лагаем называть рекреаземами (от recreatio (lat.) -
восстановление, выздоровление). Под этим на¬
званием мы понимаем антропогенные почвы го¬
родов с многоразовыми (2 и более) насыпными
органо-минеральными или торфосодержащими
(торфокомпостными и торфо-песчаными) плодо¬
родными субстратами и обладающими благопри¬
ятными для растений физико-механическими и
химическими свойствами. Рекреаземы формиру¬
ются путем длительного окультуривания спосо¬
бом рекультивации природных почв (как в фили¬
але БС МГУ) или почв с уничтоженным или де¬
градированным поверхностным горизонтом, или
всего почвенного профиля (как в БС МГУ).
К подгруппе рекреаземов, по-видимому, отно¬
сятся и почвы старых парков, садов и огородов с
мощным гумусовым горизонтом (более 40 см),
которые ранее выделялись как культуроземы [9].
Поэтому вводимый термин “рекреазем” должен
быть шире, чем “культурозем”.
Таким образом, на основании анализа особенно¬
стей сочетания рассмотренных характерных частей
профиля антропогенные почвы городских садов об¬
разуют две группы: поверхностно-преобразован¬
ных (урбо-почв) и глубоко-преобразованных (фи¬
зически) - урбаноземов, которые подразделяются
на собственно урбаноземы и рекреаземы. Кроме
того, в результате рекультивации грунтов в садах
формируются почвоподобные образования - ре-
плантоземы, входящие в техноземы (схема).
Для урбо-почв характерно нарушение строе¬
ния естественной почвы на глубину менее 50 см и
формирование поверхностного антропогенного
гумусово-аккумулятивного гор. Au или насыпно¬
го органо-минерального слоя RAT на верхней или
средней частях профиля естественной почвы (часть
дендропарка ГБС РАН, БС МГУ, рис. 1, А).
Для группы глубоко-преобразованных почв ха¬
рактерно наличие поверхностного органо-мине¬
рального насыпного перемешанного горизонта с
урбоантропогенными включениями, отсутствие ге¬
нетических горизонтов глубиной более 50 см. Эти
почвы формируются на грунтах различного проис¬
хождения и на техногенном (культурном) слое.
Схема.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1098
СТРОГАНОВА, РАППОПОРТ
Рис. 1. Морфологическое строение антропогенных почв ботанических садов: урбо-дерново-подзолистой (БС МГУ,
дендропарк) - А; урбанозема (БС МГУ, хоз. двор) - Б; рекреазема (В) на техногенном грунте (БС МГУ, газон, 7) и на
урбаноземе (БС БИН РАН, залежь, 2); агрорекреазема (Г) на техногенном грунте (БС МГУ, цветник, 7) и на урбано-
земе (филиал БС МГУ, цветник, 2); культурозема на дерново-подзолистой почве (филиал БС МГУ, дендропарк, 7) и
на урбаноземе (филиал БС МГУ, дендропарк, 2) и реплантозема (БС МГУ, дендропарк) - Е.
Урбаноземы (собственно) характеризуются
наличием поверхностного гумусированного гори¬
зонта (Au) типа “урбик” мощностью более 5 см с
содержанием антропогенных включений >5%.
Эти почвы обладают неблагоприятными для рас¬
тений физико-механическими и химическими
свойствами. Для них характерна деградация есте¬
ственного растительного покрова (площадь про¬
ективного покрытия <50%) или развитие руде-
ральной растительности. В ботанических садах
урбаноземы распространены на хозяйственных
территориях, вокруг строений (рис.1, Б).
Рекреаземы формируются путем рекультива¬
ции нарушенных или вновь созданных почв. Рек¬
реаземы распространены на озелененных ре¬
культивированных участках, в том числе в плодо¬
вых садах, дендропарках. Они выделяются по
наличию одного или серии гумусовых (Au) или
органо-минеральных (RAT, RT) горизонтов об¬
щей мощностью более 10 см с содержанием ант¬
ропогенных включений не более 5-10%, развива¬
ющихся на нижней части профиля исходной при¬
родной почвы, на профиле урбанозема или на
культурном слое (рис. 1, В 1, 2). На газонах и
цветниках формируются агрогенные рекреазе¬
мы, или агрорекреаземы (рис. 1, Г 2). По харак¬
теру создания, но не по составу материала рекре¬
аземы, по-видимому, близки к плаггенам.
Высокогумусные почвы с гумусовым горизон¬
том мощностью более 40 см - культуроземы (рис.
1, Д /, 2) - распространены в старых плодовых са¬
дах, дендропарках, бывших хорошо окультурен¬
ных пашнях и огородах. В иностранной литерату¬
ре схожие по строению и свойствам почвы описы¬
ваются как хортисоли [10].
Для реплантоземов характерно искусственное
формирование поверхностного горизонта с высо¬
ким содержанием органического вещества (RT,
RAT) на минеральном грунте с антропогенными
включениями (рис.1, Е). Последующее развитие
реплантоземов заключается в преобразовании
торфосодержащего поверхностного горизонта и
формировании гомогенного гумусово-аккумуля¬
тивного горизонта. Одновременно с этим идет
процесс стирания границ между насыпными гори¬
зонтами, равномернее становится профильное
распределение гумуса. На первом этапе подобная
трансформация ведет к появлению отдельных
почвенных признаков при сохранении общих осо¬
бенностей морфологического строения, прису¬
щих реплантоземам. На следующем этапе общее
строение приобретает черты, свойственные поч¬
венному профилю, но на микроуровне еще сохра¬
няются следы техногенного генезиса. Вероятно,
подобным образованиям следует давать двойное
название, включающее название той почвы, чер¬
ты которой приобретает реплантозем, например,
дерновая слаборазвитая на реплантоземе, рекре-
азем на реплантоземе. Большинство обнаружен¬
ных на территории БС МГУ в рамках данной ра¬
боты 50-летних реплантоземов в настоящее вре¬
мя находятся на втором этапе эволюции.
Таким образом, развитие почвенного покрова
в городских ботанических садах при сохранении
режима землепользования протекает в сторону
увеличения гомогенности и мощности гумусового
профиля при постоянном педоседиментогенезе.
Некоторые химические свойства
изученных почв. По запасам и профильному
распределению органического вещества антро¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНТРОПОГЕННЫЕ ПОЧВЫ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ
1099
погенные почвы ботанических садов заметно раз¬
личаются (рис. 2), можно выделить три типа рас¬
пределения.
1. Низкие запасы (до 200 т/га) и убывающее
распределение. В слабоизмененных почвах
молодых садов (дерново-подзолистых и урбо-
почвах ГБС РАН и БС МГУ) 50-70% запасов
органического вещества сосредоточены в
верхних 20 см (рис. 2, А). В урбаноземах при
низких запасах мы наблюдаем более растянутый
профиль органического вещества (рис. 2, Г).
2. Средние запасы (200-400 т/га) с убываю¬
щим распределением к исходной почве или по¬
роде характерны для рекреаземов и репланто-
земов. В них 60-80% всего органического ве¬
щества сосредоточены в небольшом по
мощности поверхностном горизонте (рис. 2, Б).
3. Средние запасы с равномерным распре¬
делением характерны для культуроземов, в
которых высокие запасы органического веще¬
ства обеспечиваются растянутым гумусовым
профилем, верхние 20 см которого содержат
лишь 30-40% всех запасов органического ве¬
щества (рис. 2, В). Подобный гумусовый про¬
филь характерен для почв с черноземным ти¬
пом накопления и вертикального распределе¬
ния гумуса.
Результаты исследования некоторых химичес¬
ких свойств представлены в табл. 2. Для почв бо¬
танических садов характерны близкие к нейт¬
ральным значения кислотности почвенного рас¬
твора, что отличает эти почвы от большинства
урбаноземов, характеризующихся щелочной ре¬
акцией. Пониженные значения pH в наиболее
важном для травянистых растений корнеобитае¬
мом слое 0-30 см по сравнению с урбаноземами
до оптимальных для большинства видов 6.2-7.2
объясняются спецификой существования садов.
Отсутствие антигололедных реагентов и мень¬
шее количество строительного мусора не создают
повышенных величин pH, а для поддержания реак¬
ции в нейтральном диапазоне достаточно выпадаю¬
щей на поверхность почвы городской пыли и незна¬
чительного количества строительного мусора.
По содержанию основных элементов питания
гумусовые горизонты всех исследованных почв
близки между собой, для них характерна повы¬
шенная обеспеченность подвижными формами
Р:05 (10-28 мг/100 г), что больше, чем в лесных
дерново-подзолистых почвах (5-10 мг/100 г) и
меньше, чем в урбаноземах селитебных территорий
Москвы (до 250 мг/100 г [1]) и сильно окультурен¬
ных дерново-подзолистых почвах (до 60 мг/100 г
[7]). Содержание подвижного К:0 (10-40 мг/100г)
примерно в 2 раза выше, чем в дерново-подзолис¬
тых почвах (7-15 мг/100г), и соответствует силь-
Гумус, т/га
Рис. 2. Распределение запасов гумуса по профилям
почв: А - урбо-дерново-подзолистой (БС МГУ, денд¬
ропарк); Б - реплантозема (БС МГУ, дендропарк);
В - культурозем (филиал БС МГУ, дендропарк); Г -
урбанозем (БС МГУ, хоз. двор).
мг/кг
Рис. 3. Содержание валового свинца в поверхностных
горизонтах почв ботанических садов.
ноокультуренным дерново-подзолистым почвам
[7] и большинству урбаноземов Москвы [1].
Характерной чертой почв ботанических садов
оказалась высокая емкость катионного обмена
(ЕКО), особенно в гумусовых горизонтах репланто-
земов - до 42 мг-экв/100г, а также высокая степень
насыщенности основаниями - от 60 до 99%. Такие
значения близки к показателям сильноокультурен-
ных дерново-подзолистых почв (ЕКО 30-40 мг-
экв/100 г, степень насыщенности 90-95% [7] и обус¬
ловлены главным образом значительным содержа¬
нием органического вещества (до 7.5%), а также на¬
личием включений строительного мусора.
При изучении почв садов, так же как и урбано¬
земов города, можно отметить общие закономер¬
ности распределения ТМ в почвах. Наблюдается
тенденция уменьшения содержания ТМ в почвах с
удалением от центра города и источника загряз¬
нения. Эта же тенденция особенно отчетливо
проявляется ниже гумусового горизонта и с уве¬
личением глубины отбора образца.
Проведенные исследования обнаружили превы¬
шение ПДК в 2-3 раза по свинцу и в 1.5 раза по меди
и цинку только в верхних горизонтах почв филиала
БС МГУ (рис. 3). Вниз по профилю наблюдается
уменьшение содержания ТМ на порядок. Это важ-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1100
СТРОГАНОВА, РАППОПОРТ
Таблица 2. Химические свойства почв ботанических садов
Горизонт
Глубина,
см
рн
ВОДНЫЙ
С орг, %
Обменные,
мг-экв/100 г
Подвижные,
мг/100 г
Валовые,
мг/кг
Са2+
Mg2+
р2о5
К20
РЬ
Си
Тп
Культурозем (филиал БС МГУ, дендропа
эк 200 лет)
Аи'
0-13
7.4
4.1
18.5
3.5
38
22
96
41
165
Аи"
13-57
4.8
1.6
6.2
2.1
13
23
75
32
33
1 СЛОЙ
57-65
7.1
0.4
8.5
0.6
22
16
10
5
21
2 слой
65-85
7.2
0.4
9.1
0.9
Не опр.
8
8
84
[А]
85-96
7.2
1.1
13.5
3.2
10 1
44
35
19
57
в§
96-120
7.3
0.4
9.3
2.0
Не опр.
Агрорекреазем (филиал БС МГУ, залежь 3 года)
Аи
0-35
6.9
3.7
23.3
1.0
16
28
270
81
169
Ш
35-54
6.9
1.3
12.4
2.0
16
16
132
40
46
Ш
54-68
7.3
0.6
12.9
0.8
14
18
23
13
24
[А]
68-80
7.0
0.9
9.2
3.7
16
22
42
15
56
вс8
80-100
7.1
Не опр.
8.2
2.0
Не опр.
Св
100-150
6.5
»
5.9
0.4
»
Рекреазем (БИН РАН, луг)
А<1
0-7
6.6
5.0
Не опр.
22
6
13
19
46
Аи
7-15
6.3
4.0
»
18
6
22
17
43
[Аи]
15-33
7.5
2.9
»
43
6
35
25
86
[и]
33-47
7.9
2.0
»
2
3
8
25
54
[Аё]
47-65
7.8
0.9
»
10
3
11
4
15
[ВСё]
65-90
7.4
Не опр.
Не опр.
6
7
24
Реплантозем (БС МГУ, дендропарк, 50 лет)
А1
0-6
6.8
7.5
Не опр.
17
19
60
24
18
АИ
6-20
6.9
5.4
»
19
10
67
18
10
1 СЛОЙ
20-48
7.1
0.7
»
12
8
27
7
14
[ЕЬВ]
48-60
7.1
0.6
»
6
11
34
13
19
[ВС]
60-75
6.3
0.3
»
5
12
31
10
32
Агро
эекреазем (БС МГУ, помологический питомник, 50 лет)
А
0-25
7.3
5.2
Не опр.
28
32
26
20
70
иь
25-43
7.7
1.5
»
12
24
48
38
83
[Аи]
55-74
7.1
1.2
»
12
27
50
27
81
[ЕЬВ]
74-85
7.0
0.2
»
17
16
Не опр.
Урбо-дерново-подзолистая (ГБС РАН, денд]
эопарк 50 лет)
А
1-17
5.6
1.8
Не опр.
14
12
15
9
31
А'
17-36
6.0
0.6
»
4
4
7
4
8
ЕЬ
36-60
6.0
0.3
»
5
3
5
3
14
В1
70-76
5.5
0.1
»
6
5
10
12
12
ное отличие от ранее изученных почв центра Моск¬
вы, в которых высокое содержание ТМ характерно
для всего антропогенного профиля [1].
Следует предположить, что повышенное со¬
держание ТМ связано с автомобильным загрязне¬
нием, а нейтральная реакция среды и высокое со¬
держание органического вещества не позволяют
ТМ проникать в нижние почвенные горизонты.
В почвах БИН РАН полученные значения со¬
держания свинца по всему профилю не превыша¬
ли 0.5 ПДК, а его максимальное содержание во
всех разрезах приходилось на погребенные гуму¬
совые горизонты. В верхних же горизонтах со¬
держание свинца не превышало 0.2-0.3 ПДК
(рис. 4). Подобное распределение объясняется
функционированием в начале XX века типогра¬
фии, которая была расположена вблизи сада.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
АНТРОПОГЕННЫЕ ПОЧВЫ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ
1101
Горизонт, глубина, см
Ad, 0-7
А, 7-15
□ Pd
■ Си
Ш Zn
[А], 15-33
[U], 33-47
[Ag], 47-65
CG, 65-90
10 20 30 40 50 60 70 80 90
мг/кг
Рис. 4. Распределение валового содержания ТМ по
профилю рекреазема (БИН РАН).
Верхние почвенные горизонты были привнесены
после ее закрытия.
лиши. Рекреаземы формируются путем рекультива¬
ции (периодическое добавление, насыпание плодо¬
родных органо-минеральных субстратов с примене¬
нием агрохимических мероприятий) исходных почв
(как в филиале БС МГУ) или могут быть восстанов¬
ленными после воздействия, приведшего к уничто¬
жению или деградации поверхностного плодородно¬
го горизонта, или всего почвенного профиля
(БС МГУ). Рекреаземы распространены в плодовых
садах, дендропарках, на газонах, цветниках.
4. Наибольшее распространение в ботаничес¬
ких садах старше 100 лет имеют рекреаземы с гу¬
мусовым профилем более 30-40 см, сформиро¬
ванным путем многократных подсыпок плодо¬
родных почвенных смесей - кулыпуроземы. Эти
почвы обладают наибольшими запасами гумуса
среди антропогенных почв городов - до 300 т/га.
ВЫВОДЫ
1. Антропогенные почвы городских ботаниче¬
ских садов сформировались при совместном дейст¬
вии зонально-климатических факторов, средообра¬
зующего антропогенного фактора и специфичес¬
ких факторов, связанных с рекультивацией почв.
Это привело к формированию ряда особенностей,
отличающих почвы ботанических садов как от го¬
родских, так и от окультуренных сельскохозяйст¬
венных почв: мощный антропогенный профиль;
слабая уплотненность верхнего почвенного гори¬
зонта; отсутствие артефактов на поверхности.
2. Основными направлениями развития почв го¬
родских ботанических садов следует считать антро¬
погенный педоседиментогенез и гомогенизацию от¬
ложенных ранее слоев. В садах моложе 50 лет строе¬
ние почвенных профилей отличается большим
разнообразием, поскольку они сформировались в ре¬
зультате неоднородного воздействия многих факто¬
ров (различное хозяйственное использование, состав
и мощность насыпанных грунтов и плодородных
смесей). Со временем происходит гомогенизация на¬
сыпанных ранее слоев и что приводит к сокращению
почвенного разнообразия и повышению почвенного
плодородия на территории старых садов.
3. Выделена новая подгруппа почв городов, ха¬
рактеризующаяся искусственно восстановленным
плодородием в результате рекультивации. Почвы
этой подгруппы мы предлагаем называть рекреазе-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агаркова М.Г. Эколого-генетические особенности
почв городских экосистем. Дисс... канд. биол. н.
М., 1990. 20 с.
2. Вадковская О Л. Почвы Главного Ботанического
сада АН СССР // Тр. Почвенного ин-та им. В.В. До¬
кучаева. 1955. Т. 46. С. 78-135.
3. Герасимова М. И., Строганова М. Н., Можаро-
ваН. В., Прокофьева Т. В. Антропогенные поч-
вы/Под. ред. Г.В. Добровольского. Смоленск: Ой¬
кумена, 2003. 268 с.
4. Горячкина И.С., Рахлеева А.А., Строганова М.Н.,
Раппопорт А.В. Мезофауна почв ботанических
садов (на примере гг. Москвы и Санкт-Петербур¬
га) // Вестник Моек, ун-та. Сер. 17, почвоведение.
2003. №4. С. 33^10.
5. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв
в биосфере и экосистемах. М., 1990.261 с.
6. Красильников П.В., Платонова Е.А. Почвы запо¬
ведной территории Ботанического сада ПетрГУ//
Hortus Botanicus. 2001. № 1. С. 32-41.
7. Пестряков В.К. Окультуривание почв Северо-За¬
пада. Л., 1977. 343 с.
8. Почва, город, экология. / Под ред. Г. В. Добро¬
вольского. М., 1997. 320 с.
9. Строганова М.Н. Городские почвы: генезис, система¬
тика и экологическое значение (на примере г. Моск¬
вы)// Автореф. дисс докт. биол. н. М., 1998. 72 с.
10. Burghardt W. Soils in urban and industrial environ¬
ments// Z. Pflanzenemahr. Bodenkd. 1994. V. 157.
P. 205-214.
Specific Features of Anthropogenic Soils in Botanical Gardens
of Metropolises in the Southern Taiga Subzone
M. N. Stroganova and A. V. Rapoport
Specific features of soil formation in urban botanical gardens are considered. Soils of botanical gardens differ
from both urban and cultivated agricultural soils. The main trends in the development of soils in urban botanical
gardens are the anthropogenic pedosedimentogenesis and homogenization of the layers deposited earlier. A
new group of soils—recreazems—is proposed and substantiated. Recreazems are defined as reclaimed soils
with many filled organomineral or peat containing (peat-compost and peat-sandy) fertile substrates.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ JNfe 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1102-1111
АНТРОПОГЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ
И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 631.48.-930.26
ДРЕВНИЕ НАРУШЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
РЕЧНЫХ ДОЛИН СТЕПНОГО ЗАУРАЛЬЯ*
© 2005 г. Л. Н. Плеханова, В. А. Демкин
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН,
142290, г. Пущино Московской обл., ул. Институтская, 2
E-mail: demkin@issp.serpukhov.su
Поступила в редакцию 17.02.2005 г.
Почвенно-археологические исследования погребальных и поселенческих памятников древней исто¬
рии в долинах рек степного Зауралья позволили впервые установить, что наиболее сильное воздей¬
ствие на палеоландшафты региона оказало общество эпохи поздней бронзы (II тыс. до н.э.). В со¬
временном почвенном покрове около 1% площади занимают палеоурбаноземы, сформировавшиеся
в результате древнего антропогенного воздействия на естественные палеопочвы. Соотнося свиде¬
тельства древнего облесения территории с фактами наличия “зольных” слоев большого объема в
культурных слоях поселений бронзового века правомерно предполагать в качестве причины фор¬
мирования открытых степных пространств наряду с динамикой климата длительное воздействие че¬
ловека на палеоландшафты.
ВВЕДЕНИЕ
С именем Г.В. Добровольского связан период
развития, становления и укрепления почвоведе¬
ния в СССР и России как фундаментального на¬
правления современного естествознания. Много¬
гранная научная деятельность Глеба Всеволодо¬
вича охватывает, в том числе, и вопросы генезиса
почв [15, 17], связанные с почвообразованием в
речных долинах. Им разработаны важнейшие те¬
оретические вопросы генезиса пойменных почв:
типология пойменных земель, принципы систе¬
матики и эколого-генетическая классификация
почв, что служит основой для крупномасштабно¬
го картографирования, учета почвенного покро¬
ва долин рек многих регионов и обоснования
принципов их рационального природопользова¬
ния, мелиорации и охраны.
В последнее время под руководством Глеба
Всеволодовича Добровольского ведутся работы
по созданию Красной Книги почв и кадастра осо¬
бо ценных почвенных объектов [16]. Необходи¬
мым и важным моментом при разработке регио¬
нальных Красных книг почв считается поиск и
выделение эталонов в существующей сети особо
охраняемых природных территорий. В свете ска¬
занного историко-культурный и природно-ланд¬
шафтный музей-заповедник “Аркаим” в степном
Зауралье является своеобразным комплексным
модельным полигоном в решении проблемы вза¬
имодействия природной среды и древних об¬
ществ, причем почвы заповедника представляют
собой эталон истории и современного состояния
* Работа выполнена в рамках Программы 13 РАН.
ландшафтов южного Зауралья. Часть исследован¬
ных участков музея-заповедника уже включена в
кадастр особо ценных почвенных объектов [28].
Изучение истории развития почв и их антропо¬
генных изменений относится к числу фундамен¬
тальных проблем генетического почвоведения.
Объектом повышенного внимания при этом явля¬
ется степная зона, в настоящее время наиболее пре¬
образованная человеком, а в прошлом сыгравшая
особую роль в становлении и развитии древних зем¬
ледельческих и кочевых цивилизаций. Строитель¬
ство древних городов, возведение курганов и других
грунтовых сооружений, ставших характерным эле¬
ментом степного ландшафта, положило начало
уникальному природному эксперименту - почвооб¬
разованию в толще “свежего” наноса - и надолго за¬
фиксировало древнее состояние современных почв.
Изучение таких памятников дает единственную
возможность получения прямой палеоландшафт-
ной информации, необходимой для объяснения со¬
временного облика почв, качественной оценки и
прогноза их дальнейшего развития, в том числе при
освоении, выявлении роли естественных процессов
в антропогенной эволюции почв.
Данная работа посвящена антропогенно-пре¬
образованным почвам, представленным палеоур-
баноземами с различной степенью трансформа¬
ции, с новыми горизонтами, встроенными в систе¬
му горизонтов естественных почв.
РАЙОН И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Положение территории музея-заповедника
“Аркаим” в умеренном поясе западно-сибирской
1102
ДРЕВНИЕ НАРУШЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РЕЧНЫХ ДОЛИН
1103
области определяет континентальность как ос¬
новную черту современного климата. Смягчаю¬
щее влияние атлантических воздушных масс ос¬
лабляется барьерным эффектом Урала. Сущест¬
венное влияние оказывают антициклоны (в
особенности Азиатский). В теплое время года ан-
тициклональный режим отчасти ослабевает. Сум¬
ма средних суточных температур выше 10°С состав¬
ляет 1950-2300°. За год выпадает 250-330 мм осад¬
ков, за вегетационный период 130-180 мм.
Характер летних осадков преимущественно лив¬
невый. Гидротермический коэффициент 0.8-1.1
[1]. Промерзают почвы на 80-200 см в зависимос¬
ти от гранулометрического состава, на срок до
5 месяцев. Заморозки в долинах на 2-5°С интен¬
сивней, чем на открытых территориях, а на вер¬
шинах сопок на 2°С слабее [8].
Уральский складчатый пояс включает релик¬
ты палеоконтинентов, древних океанических бас¬
сейнов, вулканических цепей, мелководных внут¬
ренних морей. В результате длительного стабиль¬
ного континентального развития территории
южного Зауралья внешний облик ее современно¬
го рельефа определяют участки древней, перера¬
ботанной в кайнозое поверхности - денудацион¬
ные цокольные равнины со свойственным им со¬
четанием холмистых равнинных участков и
мелкосопочника. Выровненные водораздельные
пространства слагают коры выветривания. Скоп¬
ления медных руд являются причиной развития
очагов ранней металлургии в регионе.
В структуре современных ландшафтов сосу¬
ществуют и взаимодействуют элементы различ¬
ного генезиса и возраста, возникшие в ту или
иную геологическую эпоху. Роль реликтовых
ландшафтных образований может быть опреде¬
ляющей как в наше время, так и в ближайшем
будущем. В степных ландшафтах выделяют ре¬
ликты различных периодов [23]: палеогеновые
кислые каолинитовые коры выветривания, засо¬
ленные неогеновые глинистые толщи, палеогид-
роморфные ландшафты и бореальные реликты
климатических оптимумов, лёссовую перигляци-
альную кору выветривания. Степень развития до¬
линных типов местностей (пойменный, надпой¬
менно-террасовый, долинно-балочный и плакор-
ный) связана с принадлежностью того или иного
района к различным высотно-ландшафтным сту¬
пеням, обусловленным вертикальной дифферен¬
циацией ландшафтов [23, 33]. Информация о го¬
лоценовых изменениях климата запечатлена в
почвах долинного комплекса, а ландшафтная
асимметрия является причиной развития долин¬
ных типов местностей преимущественно на лево¬
бережьях рек.
Особенности почвенно-растительного покро¬
ва музея-заповедника “Аркаим” определяются
как общеклиматическими условиями, так и раз¬
нообразием геолого-геоморфологических усло¬
вий - наличием мелкосопочника с остатками кор
выветривания, озерно-аллювиальной поверхнос¬
тью неогенового и четвертичного периодов и по¬
верхностями уровней былых подпрудных озер по¬
зднеплейстоценового и голоценового возраста, а
также пойменной поверхностью низкого, средне¬
го и высокого уровней.
В связи с этим в Аркаимской долине распрост¬
ранены слабосформированные черноземы с пет-
рофитной растительностью, черноземы обыкно¬
венные и южные под разнотравно-ковыльно-тип-
чаковыми степями на покровных суглинках
неоген-четвертичных поверхностей. Под лесны¬
ми колками и островными лесами (осиново-бере¬
зовыми, лиственнично-березово-сосновыми) раз¬
виты солоди и лесные почвы, близкие к серым
лесным. Широко распространены луговые почвы
балок и пойм, солончаки и солончаковые почвы с
соответствующими лугами. Большие площади за¬
нимают солонцы и солонцовые почвы, встречаю¬
щиеся на всех геоморфологических поверхнос¬
тях. На глинистых породах широко распростра¬
нены полигональные криоксероморфные формы
микрорельефа и комплексность почвенного по¬
крова.
Объектами исследований послужи¬
ли почвы и культурные слои археологических па¬
мятников эпохи средней-поздней бронзы (II тыс.
до н.э.). Материалы восьми поселений (Камен¬
ный брод, Черкасы II, Утяганское I, Заря XI, Ле¬
бяжье VI, Степное и др.) дополняют курганные
могильники. Применялись сравнительно-хроно¬
логический, сравнительно-географический и
почвенно-археологический методы. При расче¬
тах древней антропогенной нарушенное™ терри¬
тории Аркаимской долины использовались дан¬
ные дешифрирования аэрофотоснимков, предо¬
ставленные авторам И.М. Батаниной. Проведен
химический анализ почвенных образцов и выпол¬
нены измерения магнитной восприимчивости.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Комплексное изучение археологических объ¬
ектов с привлечением методов естественных наук
заметно дополняет существующие представления
о духовной и хозяйственной жизни древних наро¬
дов, о роли природной среды в сложении того или
иного хозяйственно-культурного типа. В послед¬
ней четверти XX столетия почвенно-археологи¬
ческие исследования стали носить в России систе¬
матический характер.
Степень разработки отдельных проблем и раз¬
делов археологического почвоведения неодина¬
кова. К числу наиболее изученных относятся во¬
просы истории развития природной среды, вопро¬
сы экологии древнего человека. Особенностью
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1104
ПЛЕХАНОВА, ДЕМКИН
отечественных исследований является значитель¬
ное внимание к вопросам реконструкции погре¬
бального обряда древних народов (изучение кур¬
ганов), тогда как за рубежом основное внимание
уделяется изучению поселений [13]. Вместе с тем,
только поселенческие памятники могут быть ис¬
пользованы при рассмотрении распределения ар¬
тефактов в почвенной толще, интеграции куль¬
турного слоя в природную среду, роста природно¬
антропогенных наносов, и, в конечном счете, при
индикации антропогенных воздействий на окру¬
жающую среду.
В целях индикации древних антропогенных
воздействий используются унаследованные поч¬
венные признаки. Унаследованными антропоген¬
ными признаками [2] являются культурные слои,
курганные и грунтовые могильники, остатки
железоделательных и кирпичных производст¬
венных комплексов, межевые рвы и плотины, а
также пахотные горизонты, напашные валы и
ступени на склонах и агроделювиальные отло¬
жения, указывающие на существование в про¬
шлом пашни.
Культурный слой (КС) и вопросы
генезиса почв. Рассмотрение разновозраст¬
ных КС дает возможность проследить жизнь об¬
щества и природные процессы в их динамике, из¬
менение слоя под влиянием зональных климати¬
ческих условий, оценить время восстановления
почвами своих прежних свойств и функций,
преобразованных деятельностью человека, то
есть оценить регенеративные свойства почв,
как компонента экосистем. В настоящее время
сложилось представление, что КС необходимо
рассматривать как результат производственной
деятельности человека, результат процесса пре¬
образования почв вследствие этой деятельности и
наложения на него естественных процессов [30].
Культурный слой - это прежде всего порода, хотя
и имеющая двойственную природно-антропоген¬
ную основу. Он состоит из артефактов и заполни¬
теля. Заполнитель культурного слоя обычно
формируется из материала исходной почвы или
породы с примесью остатков строительного и
бытового мусора [32].
Почвенно-археологические исследования по¬
селений в России ведутся нечасто. Почвоведов
интересуют вопросы химического состава куль¬
турных слоев, их образования и, конечно, воз¬
можности использования “датированных” архео¬
логическими находками субстратов для решения
вопросов генезиса почв. Установлено, что раз¬
брос артефактов по вертикали находится в пря¬
мой зависимости от возраста почв и содержания
глинистой фракции [10]. Авторы отмечают пере¬
мещения артефактов в древних педокомплексах в
результате неоднократных циклов криогенеза и
набухания, в том числе и без явно выраженных
процессов нарушения почвы. Также утвердилось
представление о том, что в профиле полноразви¬
тых почв датированные культурные слои высту¬
пают в роли хронологических реперов [7, 20], то
есть вышележащие почвенные горизонты могут
быть только моложе этой даты. Такие реперы
позволяют более обоснованно судить о факторе
времени в эволюции почв на таких сложных объ¬
ектах, как поселения. Для интерпретации матери¬
алов поселений предложена концепция археоло¬
гического вещества [20, 21] как частного случая
антропогенного вещества, представляющего со¬
бой примеси искусственного происхождения к
природному веществу. Суть концепции в том, что
продукты разрушения археологических материа¬
лов (обломков керамики, костей, камней), входя в
состав определенных горизонтов, могут высту¬
пать маркером различных почвенных процессов,
проходящих при перемещении (просыпании в
трещины, размыве водными потоками). Архео¬
логическое вещество, первоначально приурочен¬
ное к определенным поверхностям (в том числе и
погребенным), в дальнейшем перераспределяется
в грунтовой толще под воздействием различных
природных процессов, вовлекается в них, метит
их продолжительность, интенсивность, направ¬
ленность, результативность. К таким природным
процессам относятся денудация, эрозия, дефля¬
ция, аккумуляция, формирование и переформи¬
рование эрозионной сети, крип, зоо-, фито-, крио-,
ксеротурбации, тиксотропные явления, солонцо¬
вая и солевая диспергация вещества и другие.
Предложенная концепция археологического ве¬
щества как метки природных процессов и индика¬
тора истории формирования культурного слоя
позволяет выделить типы культурных слоев па¬
мятника по их сохранности, выявить площадную
эрозию, размывы поверхностей разного времени.
Причину погружения археологического мате¬
риала Александровский [3] видит в зоотурбациях.
Одним из важнейших факторов развития почвен¬
ного профиля является биомеханическая дея¬
тельность роющих животных, в первую очередь,
дождевых червей и степных землероев (сусликов,
слепышей, сурков). В общей массе педотурбаций
выделяются дифференцирующие профиль тур-
бации и гомогенизирующие его. Археологичес¬
кие метки были использованы еще Ч. Дарвиным
(цит. по [3]) для подсчетов скорости выноса мате¬
риала на поверхность. Выделяются две группы
фактов, свидетельствующих о существовании
процесса выноса почвенного материала землеро-
ями на поверхность. К первой группе относятся
экспериментальные данные, показывающие по¬
гребение меток под слоями копролитов. Так, для
оценки современной скорости выноса материала
на поверхность червями был заложен полевой
опыт с семилетней экспозицией, где слой гравия
оказался погребен под 1.5-2-сантиметровым сло¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДРЕВНИЕ НАРУШЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РЕЧНЫХ ДОЛИН
1105
ем копролитов. Ко второй группе фактов отно¬
сятся археологические данные, а именно законо¬
мерное распределение археологических находок
по глубине, когда более древние располагаются
ниже. Отмечалось, что материал палеолита
обычно лежит на уровне гор. В почв, мезолит и
неолит лежат в гор. АВ, слои бронзы и раннего
железа - в гор. А1 [3]. Проявления склоновых
процессов эрозии, эоловое накопление пыли,
процессы тиксотропного погребения А.Л. Алек¬
сандровский считает локальными, идущими с рез¬
ко меняющимися скоростями.
Антропогенное воздействие может вести как к
деградации, так и к окультуриванию почвы. Хо¬
зяйственная деятельность человека способство¬
вала активизации эрозионно-аккумулятивных
процессов. В результате пастбищной эрозии уси¬
лились делювиальный и дефляционный процессы
с плоскостным выносом мелкозема. Аккумуля¬
ция материала происходила в балках и ложбинах,
где часто располагались поселения. Эродирован¬
ные в верхних частях склонов почвы могут исче¬
зать не только под влиянием природного, но и ан¬
тропогенного фактора. Деградация склоновых
почв изучалась в комплексе с поселенческими ар¬
хеологическими памятниками на ряде объектов.
Смыто-намытые остаточно-пахотные почвы изу¬
чались в окрестностях Звенигорода [2]. Диффе¬
ренциация культурного слоя поздней бронзы по¬
селения Ерзовка I на два горизонта обусловлена
исходными профильными различиями денудируе-
мых почв водораздела [14]. Образование куль¬
турного слоя здесь связано с естественным делю¬
виальным процессом, интенсифицированным ан¬
тропогенным фактором. На поселении Мордвина
гора Волжско-Окского правобережья [31] выяв¬
лено антропогенное воздействие на ландшафты,
вызвавшее катастрофические изменения биоты с
максимальным проявлением антропогенной эро¬
зии с XIV в., где отмечена скорость эрозионных
процессов около 1 см в год. Причины экологиче¬
ской катастрофы связаны со сведением лесов и
распашкой земель в комплексе с изменением кли¬
мата в сторону увлажнения и похолодания. На
территории современной Калмыкии экологичес¬
кий кризис (увеличение скорости эрозии) связы¬
вают [11] с разгромом Хазарского каганата и на¬
шествием гузов, в стадах которых доминировали
овцы.
В почвоведении в последние годы обсуждают¬
ся вопросы осадконакопления в речных долинах,
синлитогенного и постлитогенного почвообразо¬
вания. В поймах процессы почвообразования и
осадконакопления чередуются или совмещаются,
запечатлевая этапы развития ландшафта в виде
погребенных почв и осадконакопления. Приме¬
няя к расшифровке памяти пойменных почв поч¬
венно-геологические подходы [22,27], сформули¬
рованные Ивановым [21], можно фиксировать
различное число этапов их развития.
Безусловно, формирование культурных слоев
большой мощности по скорости накопления ант¬
ропогенных “осадков” сравнимо с геологически¬
ми процессами при формировании наносов аллюви¬
ально-делювиального происхождения. Особенно
велики мощности культурного слоя в современных
городах, где он формировался длительно, концент¬
рируя в себе отходы жизнедеятельности; жилищ¬
ные конструкции увеличивали мощность куль¬
турного слоя, не только саморазрушаясь, но не¬
сли и пылесобирательную функцию.
В современном почвоведении признано, что
древнее антропогенное воздействие, будь то
окультуривание почв, строительство поселений,
пастьба и др., в большинстве случаев ведет к де¬
градации окружающих ландшафтов.
Оценка древних нарушений почв
степного Зауралья. Работы в области
междисциплинарного научного направления - ар¬
хеологического почвоведения позволяют по-но¬
вому взглянуть на процессы формирования почв
речных долин. Некоторые формы древних нару¬
шений трудно зафиксировать по прошествии ты¬
сячелетий (например, деградацию пастбищ), но
курганы и места поселений хорошо сохранились.
Благодаря разработке методики поиска археоло¬
гических памятников путем дешифрирования ма¬
териалов аэрофотосъемки регион хорошо изучен
[18]. Всего в пределах хорошо изученного архео¬
логически участка Аркаимской долины, несколь¬
ко превышающего границы заповедника, обнару¬
жено 73 археологических объекта (по реестру ар¬
хеологических памятников музея-заповедника
“Аркаим”, [19]), включающих 11 поселений эпо¬
хи бронзы (в том числе укрепленное поселение
Аркаим), 152 кургана, объединенных в группы
(могильники) и стоящих одиночно, грунтовые со¬
оружения, ритуальные оградки и прочие объек¬
ты антропогенного происхождения (аркаимский
огород, ритуальные аллеи, оградки разных эпох,
стоянки каменного века). По расположению в до¬
лине курганы эпохи бронзы тяготеют к первым
надпойменным террасам, курганы железного ве¬
ка - к вершинам сопок. Те и другие стоят как оди¬
ночно, так и группами (могильниками), но для
раннего железного века чаще встречаются оди¬
ночные. Впечатляющие сооружения в долине от¬
сутствуют, курганы, как правило, небольшие, вы¬
сота насыпей колеблется в пределах 0.2-0.3 м,
лишь единичные насыпи имеют мощность от
0.5 до 1.5 м. В пределах долины расположено по¬
давляющее большинство археологических па¬
мятников (50 объектов по реестру), включающих
115 курганов, все поселенческие памятники и др.,
причем суммарная площадь нарушений в преде-
6 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1106
ПЛЕХАНОВА, ДЕМКИН
Таблица 1. Древние антропогенные нарушения почв (на примере Аркаимской долины)
Вид нарушения
Археологически изученный участок, 5321 га,
в том числе сопки 2381.25 га
Речная долина 2956.25 га, в пределах
выделенного участка
количество
объектов
площадь/объем
грунта
%
количество
объектов
площадь/объем
грунта
%
Насыпи курганов
(могильники
и одиночные
курганы)
45 по реестру,
в том числе 152
кургана
насыпи 3.6 га
36014 м2/4805 м3
содрано 1.6 га
16016 м2
нарушено 5.2 га
52030 м2
0.1
25 по реестру,
в том числе 115
курганов
насыпи 3.1 га
31172 м2/3579 м3
содрано 1.2 га
11928 м2
нарушено 4.3 га
43100 м2
0.1
Культурные слои
(поселения)
10
14.7 га
147080 м2/73540 м3
0.3
10
14.7 га
147080 м2/73540 м3
0.5
Прочие (городище
Аркаим, грунтовые
сооружения, огород,
ритуальные оградки)
10
8.9 га
88759 м2
0.2
7
8.8 га
88040 м2
0.3
Области находок
(стоянки каменного
века)
8 (в том числе 5
без учета
площади)
0.5 га
5300 м2
0.01
8 (в том числе 5
без учета
площади)
0.5 га
5300 м2
0.02
Всего
73 (по реестру)
29.3 га
293169 м2
0.6
50
^2
В8
^ £
ОО 00
сч сч
0.9
лах долины составляет 28.4 га, а в пределах изу¬
ченного участка 29.3 га (табл. 1).
Виды древних антропогенных на¬
рушений и их площадь. Общая площадь
древних антропогенных нарушений, хорошо фик¬
сируемых сегодня, составляет 28.4 га, или около
1% от площади долины (табл. 1). Нарушения
представлены курганными насыпями, культур¬
ными слоями неукрепленных поселений, прочи¬
ми памятниками (укрепленное городище, ороси¬
тельная система, ритуальные комплексы) и обла¬
стями распространения взвешенных в почве
находок каменного века.
Площадь курганных насыпей в долине состав¬
ляет 3.1 га, или 0.1% от площади долины (табл. 1).
Объем перемещенного грунта курганных насы¬
пей рассчитан по формуле объема шарового сег¬
мента V = яА(За2 + А2)/6, где а - радиус насыпи, А -
высота насыпи [9, с. 224].
Для строительства курганов использовался
почвенно-грунтовый материал, взятый из коль¬
цевого ровика вокруг памятника. Курганные на¬
сыпи сложены, как правило, из древнего гумусо¬
вого слоя. Учесть точные площади, с которых
срезался гумусовый горизонт для строительства
насыпей, сегодня не представляется возможным
без масштабных дополнительных работ. Однако,
принимая во внимание, что в древних палеопоч¬
вах средняя мощность гумусового горизонта со¬
ставляла 30 см, и имея данные об объеме грунта
расплывшейся к современности насыпи, можно
рассчитать примерную площадь древнего нару¬
шения вокруг кургана (табл. 1). В целом объем
грунта насыпей в долине составляет 3600 м3
(табл. 1), причем впечатляющих грунтовых со¬
оружений в долине нет, а многие курганы без ма¬
териалов аэрофотосъемки на местности вообще
трудно обнаружить.
Площадь распространения культурных слоев
неукрепленных поселений эпохи бронзы состав¬
ляет 14.7 га, или 0.5% территории долины. Более
70 тысяч кубических метров природно-антропо¬
генных наносов (при расчетах взята средняя мощ¬
ность слоя 0.5 м, основанная на данных табл. 3),
образовавшихся на площадках неукрепленных
поселений, заслуживают отдельной характерис¬
тики, на чем мы остановимся ниже.
Рассматривая нарушенность почв по
различным эпохам, следует отметить, что
в пределах долины 74% от всех нарушенных древ¬
ними племенами площадей являются наследием
общества эпохи поздней бронзы (II тыс. до н.э.,
табл. 2), причем в том числе всего 7% нарушен¬
ных площадей составляют курганные насыпи, ос¬
тальные 67% - нарушения почв, являющиеся
культурными поселенческими слоями. Курганы
эпохи кочевников составляют 5% площади от
всех нарушений, а сооружения средних веков -
16%. Нарушения каменного века минимальны,
они представлены областями распространения
древних находок и составляют всего 2% от общей
площади нарушений. Таким образом, когда мы
говорим о древней нарушенности почв, мы имеем
в виду наследие общества эпохи бронзы.
При расчете степени древней нару¬
шенности территории, представленной
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДРЕВНИЕ НАРУШЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РЕЧНЫХ ДОЛИН
1107
Таблица 2. Антропогенные нарушения почв Аркаимской долины в различные исторические эпохи
Эпоха
Объекты (количество)
Площадь/объем слоя
% от общей пло¬
щади нарушений
Мезолит - неолит
У11-1У тыс. до н.э.
Стоянки (8)
0.5 га
5300 м2
2
Бронза
Курганные насыпи (42)
2.0 га
20063 м2/1075 м3
7
Ш-П тыс. до н.э.
Укрепленное городище,
ритуальные сооружения
4.3 га
43000 м2
16
Неукрепленные поселения (10)
14.7 га
147080 м2/3540 м3
54
Всего
21.0 га
210143 м2
74
Ранний железный век
I тыс. до Н.Э.-1УВ. н.э.
Курганные насыпи (25)
1.3 га
13004 м2/1575 м3
5
Средние века
Курганные насыпи (6)
0.04 га
465 м2/46 м3
0.1
У-ХУ вв. н.э
Грунтовые сооружения
4.5 га
45040 м2
16
Всего
4.6 га
45505 м2
16
Без датировки
Курганные насыпи (41)
0.9 га
9573 м2/884 м3
3
Таблица 3. Мощность и объем природно-антропогенных наносов поселений эпохи бронзы
Название поселения, культура (до н.э.),
археолог - руководитель работ,
Площадь,
м2*
Мощность культурного
слоя, см
Объем природно-антропо¬
генного наноса, м3
место нахождения
общая
зольник
общий
ЗОЛЬНИК
Лебяжье VI (срубно-алакульская),
Петрова Л.Ю., р. Зингейка
22000
40, до 0.68
25
8800
5500
Заря XI (срубно-алакульская),
Петров Ф.Н., р. Зингейка
6000
40, до 0.70
20, до 0.45
2400
1200
Степное (черкаскульская, Х1У-ХН вв.),
Зданович Д.Г., р. Уй
1750
50, до 1.50
27, до 0.50
875
473
Ленинградское (аркаимская и срубно-ала¬
кульская), Малютина Т.С., р. Утяганка
50000
50, до 0.90
40, до 0.60
25000
20000
Каменный Брод (бронза), Малютина Т.С.,
р. Б.Караганка
10000
40, до 0.46
30
4000
3000
Ближний Хутор (поздняя бронза, РЖВ),
Малютина Т.С. р. Б.Караганка
10000
40
25
4000
2500
Черкасы II (алакульская и саргаринско-
алексеевская, ХУ-1Х вв.), Зданович С.Я.,
р. Б. Караганка
21600
50 м
40 м
10800
8640
* Контуры поселений определены по данным дешифровки аэрофотоматериалов (И.М. Батанина, 1995 г.).
на рис. 1, вся долина была разделена на квадраты
со стороной 500 м (площадью 25 га). Нанесенные
на карту памятники привязаны к квадратам. Рас¬
считана суммарная площадь всех памятников в
квадрате; она выражена в процентах нарушенной
территории от площади квадрата.
Всего в пределах долины выделено 118 квад¬
ратов, в том числе 82 квадрата (70% от общего
числа квадратов (рис. 2) без древних нарушений,
16 (14%) с нарушениями менее 1% от площади
квадрата, 14 (12%) с нарушениями 1-5% от пло¬
щади квадрата, и по 3 квадрата (по 2.5%) с нару¬
шениями от 5 до 20% площади квадрата.
Нарушенные древними племенами участки
представлены преимущественно поселениями,
поэтому нарушения прилегают к руслам рек
(рис. 1), концентрируясь в местах впадения прито¬
ков, створах долины, наиболее удобных для про¬
живания.
В итоге новый горизонт, представленный
культурным слоем, не свойственный данному ти¬
пу и природным факторам почвообразования,
встроен в систему естественных горизонтов почв.
Среди антропогенных и антропогенно-изменен¬
ных почв нарушенные в древности почвы поселе¬
ний правомерно называть палеоурбаноземами.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
6*
1108
ПЛЕХАНОВА, ДЕМКИН
□ *
Рис. 1. Степень древней нарушенности территории Аркаимской долины. Условные обозначения: 1 - без нарушений;
нарушения: 2 < 1%; 3 - 1-5%; 4 - 5-10%; 5 - 10-20%.
В “Классификации почв России” (1997 г.) ант¬
ропогенно-измененные почвы рассматриваются
как определенный этап естественно-антропоген¬
ной эволюции почв, следовательно, степень ан¬
тропогенной трансформации почв может быть
различной и фиксироваться в классификации
на разных таксономических уровнях. Древнюю
антропогенную нагрузку можно измерять не в
количестве населения на единицу площади, а в
количестве сохранившихся нарушений на гек¬
тар.
Рис. 2. Распределение расчетных квадратов по степе¬
ни нарушенности их площади (% от общего числа
квадратов): 1-5 - см. в подписях к рис. 1.
Характеристика природно-антро¬
погенных наносов степного Заура¬
лья. На месте древних поселений, кроме наличия
специфических культурных слоев с большим ко¬
личеством древних предметов, шел процесс поч¬
вообразования (в среднем сформировано около
12-15 см почвы), поэтому с поверхности поселе¬
ния различить сложно. Мощность природно-ант¬
ропогенных наносов поселений двойственной
природы (литогенная основа и археологические
остатки) колеблется от 20 до 150 см. Наносы
включают последний этап почвообразования и
золистый культурный слой, который обычно
имеет мощность 20-30 см, иногда подразделяется
на “зольник” и “прокал” (последний имеет чуть
более коричневатый оттенок по сравнению с
зольником, но преимущественно те же свойства).
Культурная принадлежность исследованных на¬
ми поселений различается (табл. 3), но в целом
все они объединены наличием сходного во всех
случаях культурного золистого слоя светлого от¬
тенка.
Следует учитывать, что формированию почвы
на культурных слоях легкого гранулометричес¬
кого состава препятствовала дефляция, водная
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДРЕВНИЕ НАРУШЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РЕЧНЫХ ДОЛИН
1109
эрозия (плоскостной смыв), как это имеет место,
например, на поселении Каменный Брод. На этом
участке (р. Б. Караганка, базовая территория за¬
поведника “Аркаим”) развитие черноземно-луго¬
вой среднесуглинистой почвы на двучленной гли¬
нисто-супесчаной пачке прервано поселением
людей и ростом легкосуглинистого культурного
слоя мощностью 30-35 см. Под культурным сло¬
ем погребена нижняя часть древней почвы с ха¬
рактерными языками-трещинами, отражающими
аридный этап рубежа 1П-П тыс. до н.э. Второй
фиксируемый этап почвообразования отражен в
росте гумусированного горизонта А1 над куль¬
турным слоем. Древнее нарушение почвообразо¬
вания в виде наличия культурного слоя способст¬
вует плоскостной эрозии при нагрузке. Вследст¬
вие этого гор. А1 редуцирован, имеет мощность
6-12 см. Введение заповедного режима в долине
отразилось в виде роста мощной дернины (9 см за
12 лет).
Нарушения почв и традиции древ¬
него природопользования. Рефлектор¬
ные свойства почв обеспечивают отражение в
почве среды, в которой она формировалась и
функционирует. При этом в почве находят отра¬
жение как природные, так и антропогенные фак¬
торы ее формирования. В любую историческую
эпоху поселение людей на определенной терри¬
тории и их хозяйственная деятельность сопро¬
вождались значительным изменением почв и поч¬
венного покрова.
Изменение ряда почвенных свойств под влия¬
нием антропогенного фактора соизмеримо с их
преобразованием в природном тренде в течение
столетий и даже нескольких тысячелетий [12,34,
35 и др.]. Уже в суббореальном периоде голоцена
первобытные племена нарушили почвенный по¬
кров в районе своих поселений хозяйственными
воздействиями. Они затронули большей частью
земли приречных территорий, где эти поселения
были широко распространены [5].
Прошлые периоды в истории развития поч¬
венного покрова во многом предопределяют со¬
временную опасность проявления деградацион-
ных явлений [23, 26]. Развитие представлений
биогеоценологии привело к формированию ант-
ропобиотической концепции эволюции живого
покрова. Основными факторами, определивши¬
ми развитие живого покрова в голоцене, согласно
концепции, считается деятельность ключевых
видов и человека, а формирование современной
зональности рассматривается как процесс ос¬
лабления влияния природных ключевых видов и
существенной замены его антропогенными воз¬
действиями [29]. Аридность рассматривается ха¬
рактеристикой как природной, так и антропо¬
генной сухости климата [24]. В современных ус¬
ловиях антропогенное воздействие на почвы
неизмеримо возросло и приобрело роль решаю¬
щего фактора в эволюции почв, а почвообразова¬
ние вступило в антропогенную фазу своего разви¬
тия [6].
В последние 100-150 лет в центре Русской рав¬
нины повсеместно отмечается замедление накоп¬
ления пойменного аллювия и формирование поч¬
вы [4]. Связывают этот факт с освоением степей,
оттоком туда населения и сокращением площади
пашни в лесной зоне, соответственно, восстанов¬
лением лесов, уменьшением эрозии почв и стока
мелкозема в долины. Пользуясь данной аналоги¬
ей, высокую скорость осадконакопления [22] в
Аркаимской долине в период 4500-3000 лет (0.24
мм в год) также можно интерпретировать как
свидетельство высокой нагрузки древнего обще¬
ства на ландшафт.
Современные колковые леса (береза) развиты
в Аркаимской долине по склонам сопок северных
экспозиций. По мнению Л.Б. Заугольновой
(устное сообщение), перепад высот в 40-80 м
является незначительным для столь существен¬
ной изменчивости растительности по катене, и
условия, благоприятные для лесной раститель¬
ности, существующей сегодня на северных скло¬
нах (в средней части катены) Аркаимской доли¬
ны, благоприятны для лесной растительности по
всей площади долины. Говорить о прогрессивном
иссушении степи или активном наступлении леса
на степь нет оснований, эти явления имеют явно
флуктуационный характер. Произошедшее за по¬
следнее тысячелетие заметное обезлесивание
степных территорий Николаев [23, с. 72] связыва¬
ет с антропогенным воздействием на ландшафты.
Соотнося свидетельства древнего облесения
территории современной степной зоны Зауралья
(особенности споро-пыльцевых спектров [25],
фульватный состав гумуса определенных хронос¬
резов погребенных почв [22], современные кол¬
ковые леса на северных склонах сопок и зараста¬
ние долины при заповедании) с фактом наличия
золистых слоев большого объема, оставленных
древними племенами, описанном в данной статье,
правомерно предполагать в качестве причины
формирования открытых степных пространств
не только динамику климата, но и длительное (не
менее 3-4 тысячелетий) воздействие человечес¬
кого общества на ландшафты.
ВЫВОДЫ
1. Детальные исследования заповедника “Ар¬
каим” позволили обнаружить 73 археологических
объекта, включающих 11 поселений эпохи брон¬
зы, 152 кургана, объединенных в группы и стоя¬
щих одиночно, и др. В пределах долины располо¬
жены 50 объектов, включающих 115 курганов и
все обнаруженные поселения, причем высота
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1110
ПЛЕХАНОВА, ДЕМКИН
курганных насыпей редко превышает 0.3 м. По
виду следов древнего воздействия нами выделены
курганные насыпи (перемещенный грунт), золь¬
ные слои неукрепленных поселений, прочие (ук¬
репленное городище, ритуальные оградки, грун¬
товые сооружения) и области распространения
находок (стоянки каменного века).
2. Суммарная площадь нарушений изученного
участка составляет 29.3 га, а в пределах долины -
28.4 га. Общая площадь древних нарушений со¬
ставляет около 1% площади долины, в том числе
площадь всех курганных насыпей равна 3.1 га или
0.1% от площади долины. Объем грунта курган¬
ных насыпей составляет около 3600 м3. Культур¬
ные слои распространены на площади около 15 га
(0.5% территории долины), где более 70 тысяч ку¬
бических метров природно-антропогенных нано¬
сов средней мощностью 0.5 м участвуют в форми¬
ровании мозаики почв долины. Наследием обще¬
ства эпохи бронзы являются 74% всех древних
нарушений, в том числе 7% нарушений составля¬
ют курганные насыпи; нарушения каменного ве¬
ка составляют 2%, курганы ранних кочевников -
5%, сооружения средних веков - 16%. Таким об¬
разом, говоря об антропогенном влиянии на поч¬
вы в древности на данной территории прежде все¬
го имеется в виду воздействие населения эпохи
бронзы.
3. На месте древних поселений сформирова¬
лись природно-антропогенные наносы, включа¬
ющие культурный слой, в верхней части перера¬
ботанный почвообразованием. В настоящее вре¬
мя на таких наносах развиты черноземно¬
луговые почвы, легко подвергающиеся дефляции
под воздействием антропогенного фактора. На
поселениях, используемых под пастбища, гумусо-
образованием охвачено не более 10-12 см при¬
родно-антропогенного наноса, на участках без
нагрузки - до 30 см, что в 2-6 раз меньше фоно¬
вых почв.
4. Соотнося свидетельства древнего облесения
территории современной степной зоны (споро¬
пыльцевой анализ, фульватный состав гумуса по¬
гребенных почв, современные колковые леса на
северных склонах сопок и зарастание долины при
заповедовании) с фактом наличия золистых слоев
большого объема, оставленных нам древними,
правомерно предполагать в качестве причины
формирования открытых степных пространств
не только климатические смены, но и длительное
воздействие человеческого общества на ланд¬
шафты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агроклиматические ресурсы Челябинской облас¬
ти. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 151 с.
2. Александровский АЛ. Признаки антропогенных
изменений почв исторического периода в между-
речье Истры и Москвы-реки // Материалы к эво¬
люции ландшафтной структуры округи Звениго¬
рода XVI-XVII веков. М., 1997. С. 43-50.
3. Александровский АЛ. Зоотурбации и эволюция
почв // Проблемы эволюции почв. Материалы
IV всероссийской конференции. Пущино, 2003.
С. 77-83.
4. Александровский АЛ., Кренке НЛ. Изучение
средневековых пахотных горизонтов в Москве и
Подмосковье // Краткие сообщения института ар¬
хеологии РАН. 1993. № 208. С. 20-31.
5. Ахтырцев Б.П. О влиянии первобытного челове¬
ка на почвенный покров в местах стоянок // Гео¬
графия и плодородие почв. Воронеж, 1973. С. 15-
25.
6. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б. Эволюция почв
среднерусской лесостепи в голоцене // Проблемы
эволюции почв. Пущино, 1986. С. 163-173.
7. Бердникова Н.Е., Воробьева Г.А. Археологичес¬
кие остатки в почвах Прибайкалья // Проблемы
эволюции почв. 4-я всеросс. конф. Пущино М.:
ПОЛТЕКС, 2001. С. 36-37.
8. Борисов А.А. Климат СССР. Учебн. Пособие для
ун-тов и пед. ин-тов. М., 1948. 224 с.
9. Бронштейн И.Н., Семендяев Н.А. Справочник по
математике для инженеров и учащихся ВТУЗов //
Лепциг: Тойнбер; М.: Наука, 1981. 718 с.
10. Воробьева Г.А., Бердникова Н.Е. Почвы Прибай¬
калья как культуровмещающие образования //
Проблемы эволюции почв. Мат-лы IV всероссий¬
ской конференции. Пущино, 2003. С. 47-53.
11. Голъева А.А., Чичагова О.А., Цуцкин Е.В. Влия¬
ние исторических событий на эволюцию почв Се¬
веро-Западного Прикаспия // Проблемы эволю¬
ции почв. Мат-лы IV всеросс. конф. Пущино, 2003.
С. 71-76.
12. Демкин В.А. Палеопочвоведение и археология.
Пущино: ПНЦ РАН, 1997. 213 с.
13. Демкин В.А.У Демкина Т.С. Археологическое поч¬
воведение на пороге третьего тысячелетия // Про¬
блемы эволюции почв. Мат-лы IV всеросс. конф.
Пущино, 2003. С. 29-34.
14. Демкин В.А.у Дьяченко А.Н. Итоги палеопочвен-
ного изучения поселения Ерзовка-I в Волгоград¬
ской области // Российская археология. 1994. № 3.
С. 216-222.
15. Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра
Русской равнины. М.: Изд-во МГУ, 1968. 295 с.
16. Добровольский Г.В.у Никитин Е.Д. Сохранение
почв как незаменимого компонента биосферы. М.:
Наука. 2000. 190 с.
17. Добровольский Г.В., Федоров К.Н.у Стасюк Н.В.
Геохимия, мелиорация и генезис почв дельты Те¬
река. М.: Изд-во МГУ, 1975. 246 с.
18. Зданович Г.Б., Батанина И.М.уЛевит H.B.t Бата-
нин С.А. Археологический атлас Челябинской об¬
ласти. Вып. 1. Степь - лесостепь. Кизильский рай¬
он // Тр. музея-заповедника “Аркаим”. Челябинск:
Южно-Уральское кн. изд-во, 1995. 240 с., ил.
19. Зданович Г.Б., Батанина И.М.у Зданович С.Я.у Та¬
иров АД.у Иванова Н.О.у Зданович Д.Г., Малюти¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДРЕВНИЕ НАРУШЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РЕЧНЫХ ДОЛИН
1111
на Т.С., Кузнецова О. А., Мосин В.С. Археологиче¬
ская карта заповедника Аркаим. Отчет по теме.
ЧелГу, Центр “Аркаим”. Челябинск, 1995. 134 с.
20. Иванов И.В. Археологическое вещество - индика¬
тор и метка почвенных и геологических процес¬
сов // Проблемы эволюции почв. IV всероссийская
конференция. Пущино М.: ПОЛТЕКС. 2001 С. 44—
45.
21. Иванов И.В. Геолого-почвенные подходы к изуче¬
нию природных процессов и археологических объ¬
ектов; концепция археологического вещества //
Проблемы эволюции почв. Мат-лы IV всеросс.
конф. Пущино, 2003. С. 34-47.
22. Иванов И.В., ПлехановаЛ.Н., Чичагова О.А,, Чер-
нянский С.С., Манахов Д.В. Палеопочвы Аркаим-
ской долины и Самарского региона как индикатор
экологических условий в эпоху бронзы // Бронзо¬
вый век Восточной Европы: характеристика куль¬
тур, хронология и периодизация: Мат-лы межд. на¬
учи. конф. Самара, 2001. С. 375-384.
23. Николаев В Л. Ландшафты азиатских степей. М.:
Изд-во МГУ, 1999. 228 с
24. Ковда В А. Аридизация суши и борьба с засухой.
М.: Наука, 1977. 272 с.
25. Лавру шин ЮАСпиридонова ЕА. Основные гео¬
лого-палеоэкологические события конца позднего
плейстоцена и голоцена на восточном склоне Юж¬
ного Урала // Природные системы Южного Урала.
Сб. науч. тр. Челябинск: ЧелГУ, 1999. С. 66-104.
26. Плеханова Л.Н. Антропогенная деградация почв
степного Зауралья. // Тез. докл. 7-й школы-конфе¬
ренции молодых ученых “Биология - наука XXI
века” Пущино, 2003. С. 419.
27. Плеханова Л.Н., Иванов И.В., Чичагова О.А. Эво¬
люция почв и осадконакопление в поймах рек
степной зоны // Тез. докл. IV Всероссийской кон¬
ференции “Проблемы эволюции почв” (9-12 апре¬
ля 2001 г., г. Пущино). М. 2001. С. 135-136.
28. Плеханова Л.Н,, Чернянский С.С., Иванов И.В.
Особо ценные почвенные объекты Челябинской
области // Фрагменты Красной Книги почв и када¬
стра особо ценных почвенных объектов. Прило¬
жение в кн. Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин
“Сохранение почв как незаменимого компонента
биосферы”. М.: Наука, 2000. С. 176-180.
29. Смирнова О.В., Турубанова С.А., Бобровский М.В.,
Коротков В.Н., Ханина Л.Г. Реконструкция исто¬
рии биоценотического покрова Восточной Евро¬
пы и проблема поддержания биологического раз¬
нообразия // Успехи современной биологии. 2001.
№2. С. 144-159.
30. Сычева С.А. Почвенно-геоморфологические ас¬
пекты формирования культурного слоя древних
поселений // Почвоведение. 1994. № 3. С. 28-33.
31. Сычева С.А., Грибов Н.Н. Катастрофические из¬
менения ландшафтов в окрестностях Нижнего
Новгорода в XrV-XVIII вв. // Экология древних и
современных обществ. Докл. конф. Тюмень: Изд-
во ИПОС СО РАН, 2003. Вып. 2. С. 90-93.
32. Урусевская И.С., Соловьева-Волынская Т.В., Тар-
гулъян В.О. Антропогенные почвы острова Вала¬
ам // Почвоведение. 1989. № 11. С. 36-47.
33. Чибилев А.А. Долинные типы местностей Общего
Сырта и вопросы их мелиорации // Речные систе¬
мы и мелиорация. Мат-лы XIV пленума геоморфо¬
логической комиссии АН СССР. Новосибирск,
1977. С. 108-111.
34. Rosen А.М. The social response to environmental
change in early bronse age Canaan // J.of Anthropologi¬
cal Archaeology. 1995. V. 14. P. 26-44.
35. ZederM. Human impact on steppe environments: an ar¬
chaeological perspective // The Open Country, 2001.
№2. P. 22-41.
Ancient Soil Disturbances in River Valleys
within the Steppe Zone of the Southeastern Urals
L. N. Plekhanova and V. A. Denikin
Soil-archaeological investigations of ancient burial sites and settlements in river valleys of the steppe zone in
the southeastern Ural region proved that the local paleolandscape were strongly affected by humans in the sec¬
ond millennium BC, during the Late Bronze epoch. In the modem soil cover of the region, about 1% of the
territory is occupied by urban soils (paleourbanozems) formed under human impacts on natural paleosols in the
areas of ancient settlements. The character of the buried paleosols suggests the presence of forest vegetation in
the studied region during the Late Bronze epoch. Taking into account this fact and the presence of thick ashy
layers in the habitation deposits of ancient settlements, we can suppose that the anthropogenic impact on the
environment was one of the reasons for the degradation of forests and propagation of steppe vegetation in this
area. The development of steppe vegetation was also favored by some aridization of the climate.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1112-1121
ФИЗИКА, БИОЛОГИЯ
И МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.433.3
ДЫХАНИЕ ПОЧВ РОССИИ: АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ,
МНОГОЛЕТНИЙ МОНИТОРИНГ, ОБЩИЕ ОЦЕНКИ
© 2005 г. В. И. Кудеяров, И. И. Курганова
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН,
142292, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2
Поступила в редакцию 09.02.200S г.
На основе использования базы данных по дыханию почв России, разработанной модели для оценки
годовых потоков С02 из почв и геоинформационного подхода получены уточненные величины об¬
щего, микробного и корневого дыхания для этих почв. Применение дифференцированной методо¬
логии оценки позволило рассчитать средневзвешенные значения общего и микробного дыхания
почв с учетом доли различных категорий земель в пределах одного почвенного типа, находящегося
в разных биоклиматических зонах.
ВВЕДЕНИЕ
Почвенный покров, в соответствии со своим
положением на контакте атмосферы, литосферы
и наземной фитосферы, занимает ключевую по¬
зицию в биосферном круговороте газов на кон¬
тинентах [1]. Известно, что диоксид углерода
атмосферы примерно на 90% имеет почвенное
происхождение [2]. По оценкам различных иссле¬
дователей [17, 25-27] суммарный годовой поток
С02 из почв наземных экосистем нашей планеты
оценивается в 50-77 Гт С в год.
Общее почвенное дыхание (TSR) представля¬
ет собой суммарный поток двух основных компо¬
нентов: дыхание корней (RR) и дыхание почвен¬
ной микрофлоры (HR) [14]. Субстратом для
микробного дыхания является почвенное органи¬
ческое вещество (гумус, детрит). Соотношение
между количеством углерода, которых в форме
С02 выделяется при HR, и углеродом, ассимили¬
рованным в растениях (чистая первичная продук¬
ция, NPP), представляет собой упрощенную схе¬
му для расчета углеродного баланса наземных
экосистем и является основой для прогнозирова¬
ния изменений концентрации С02 в атмосфере.
Величина TSR обычно превосходит NPP из-за ды¬
хания корней и микоризы [28]. Несмотря на ог¬
ромную роль почвенного дыхания в глобальном
цикле углерода, оценки суммарных потоков С02
из почв большинства регионов нашей планеты
очень приблизительны.
На долю России приходится примерно 1/8
часть поверхности суши. Роль почвенного покро¬
ва Российской Федерации в глобальном углерод¬
ном цикле нашей планеты велика и поэтому не¬
обходимы более точные оценки потоков углеро¬
да из почв наземных экосистем России. Первая
приблизительная оценка общей эмиссии С02 поч¬
вами Российской Федерации - 3.12 Гт С в год -
была получена Кудеяровым с соавт. [5] и учиты¬
вала потоки С02 из почв за временной период, со¬
ответствующий периоду вегетации растений. По¬
зднее было показано, что за рамками вегетацион¬
ного периода из почв выделяется 12-47%
годового потока С02 [8] и поэтому уточненная
суммарная эмиссия углекислого газа из почв со¬
ставила 4.50 Гт С в год [19]. Величина суммарного
микробного дыхания из почв Российской Федера¬
ции оценивается Кудеяровым [6, 7] в 2.6-3.0 Гт С
в год, а Нильссоном с соавт. [22] - 3.2 Гт С в год. Но
и эти оценки общего и микробного почвенного
дыхания нельзя признать окончательными из-за
того, что они базировались на простых средних
величинах эмиссии С02 и не учитывали соотно¬
шение площадей различных классов землеполь¬
зования в пределах одного типа почв в различных
биоклиматических зонах. Микробное дыхание
также оценивалось по его средней доле (2/3 от
TSR) без учета типа землепользования. В настоя¬
щем исследовании мы видоизменили методо¬
логию оценки общих потоков С02 из почв Рос¬
сийской Федерации, основное отличие которой
состоит в дифференцированном подходе и приме¬
нении геоинформационного анализа.
Основные задачи представляемой работы
включали: 1) обновление и дополнение базы дан¬
ных по дыханию почв России и ее детальный анализ;
2) разработку модели для оценки годовых потоков
С02 из почв на основе длительных круглогодичных
мониторинговых наблюдений; 3) дифференциро¬
ванную оценку годовых потоков С02 из почв и
его основных компонентов (HR и RR) с учетом
землепользования; 4) расчет общего и микробного
дыхания почв наземных экосистем России на основе
применения геоинформационного анализа.
1112
ДЫХАНИЕ ПОЧВ РОССИИ: АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ
1113
Географическая широта,°N
80 г
70 -
60- / ,
50- .
*
• • г
401 1 1 1 1 1 1 1 1
20 40 60 80 100 120 140 160 180
Географическая долгота, °Е
Рис. I. Географическое расположение экспериментальных участков по изучению эмиссии С02 из почв.
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ
И АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ
В настоящем исследовании была предпринята
попытка собрать и проанализировать многочис¬
ленные экспериментальные данные по определе¬
нию эмиссии С02 почвами, опубликованные в
отечественной и зарубежной литературе за по¬
следние 50-55 лет. С этой целью нами была со¬
здана реляционная база данных (БД) “Дыхание
почв России”, объединяющая данные экспери¬
ментов по сезонной и годовой динамике потоков
углекислого газа из почв различных климатичес¬
ких зон России. Она позволила унифицировать и
систематизировать обилие разрозненных экспе¬
риментальных данных по определению эмиссии
С02 из почв всех географических регионов Рос¬
сии. Каждая запись в созданной БД включала 15-
17 показателей: природно-климатическую зону,
область, район (стационар) исследований и его ге¬
ографические координаты; среднегодовую тем¬
пературу воздуха; тип почвы и ее подробное так¬
сономическое описание; тип растительности (це¬
ноз); продолжительность периода измерений;
годовую сезонную и суточную динамику выделе¬
ния С02 из почв в связи с изменением (если есть
данные) температуры и влажности верхнего слоя
почвы, уровня грунтовых вод и температуры воз¬
духа; метод определения эмиссии С02 из почв; ав¬
тора и год исследований. Собранные данные по
интенсивности выделения (ИВ) С02 почвами бы¬
ли приведены к одинаковым единицам измерения
(г С м2/сут). Затем рассчитывались среднемесяч¬
ные и средние за летний период (июнь-август) по¬
токи С02 из почв для отдельных растительных ас¬
социаций. Созданная база данных содержала
374 записи и базировалась на 95 литературных ис¬
точниках.
Анализ географической принадлежности экс¬
периментальных площадок по определению
эмиссии С02 показал (рис. 1), что большинство
исследований проводилось в центральном регио¬
не европейской части России (50-60°Ы, 30-40°Е).
Практически неизученными в отношении поч¬
венного дыхания являются районы Восточной
Сибири и Дальнего Востока, горные и полупус¬
тынные регионы. Отсутствие эксперименталь¬
ных исследований в этих областях представляет
основную трудность и увеличивает неопределен¬
ность при оценке общего дыхания почв Россий¬
ской Федерации. Было найдено, что различные
категории землепользования характеризуются
неодинаковой изученностью: на долю агроцено¬
зов приходится 36% от числа изученных экосис¬
тем, на долю лесных биоценозов - 29%, луговых
- 19%. Заболоченные и тундровые земли являют¬
ся наименее изученными - 10 и 6% от числа изу¬
ченных экосистем, соответственно.
Анализ БД показал также, что изучение эмис¬
сии С02 из почв проводилось главным образом в
летние месяцы или в течение вегетационного се¬
зона (май-сентябрь). В снежный период (ноябрь-
март) измерения эмиссии С02 с поверхности поч¬
вы проводились в единичных случаях (рис. 2).
Практически полное отсутствие круглогодичных
мониторинговых наблюдений за эмиссией С02 из
почв представляет собой серьезное препятствие
для получения реальных оценок общего годового
потока С02 из почв Российской Федерации.
Поскольку большинство исследований, пред¬
ставленных в базе данных, охватывали лишь лет¬
ний (и/или вегетационный) период, то мы смогли
провести сравнительную оценку среднелетней
скорости эмиссии С02 из почв изученных экосис¬
тем. Она варьировала в очень широких пределах:
от 0.04 г С/м2сут в тундровых почвах до 7.90 С/м2
сут в черноземах мицелярно-карбонатных. Сред¬
нее значение и медиана составили соответственно
2.45 и 2.06 г С/м2 сут.
Весьма интересным представлялся для нас во¬
прос и о влиянии типа растительности на величи¬
ну эмиссии углекислого газа из идентичных почв.
С этой целью на достоверность различий было
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1114
КУДЕЯРОВ, КУРГАНОВА
Число наблюдений
Рис. 2. Гистограмма распределения числа наблюде¬
ний за эмиссией СО2 из почв по различным месяцам.
проанализировано 56 пар естественных расти¬
тельных ассоциаций и 115 пар агроценозов. Вы¬
явлено, что в 46% случаев среди естественных
растительных ассоциаций и в 50% случаев среди
агроценозов тип растительности значимо влиял
на величину потока диоксида углерода из почв
(Р < 0.10). Значимо различались между собой лу¬
говые и лесные ценозы на дерново-подзолистых и
серых лесных почвах, а также различные типы леса
(сосновый, еловый, дубовый, смешанный и др.) на
дерново-подзолистых и торфяных почвах. Среди
агроценозов эмиссия С02 идентичными почвами
была значимо ниже для парующих участков по
сравнению с участками, занятыми сельскохозяйст¬
венными культурами. В пределах одного типа леса
(ельник, липо-ельник, дубо-ельник) различные
парцеллы демонстрировали статистически незна¬
чимые отличия в оценке потоков диоксида угле¬
рода из почв (анализировалось 35 пар различных
парцелл). Обнаружено, что тип болота (низин¬
ный, переходный, верховой) также не оказывал
значимого влияния на интенсивность выделения
С02 торфяно-болотными почвами.
Итак, анализ созданной базы данных показал,
что:
- горные и полупустынные регионы, Вос¬
точная Сибирь и Дальний Восток должны
быть приоритетными регионами для организа¬
ции рекогносцировочных и мониторинговых
наблюдений за эмиссией С02;
- наиболее изученными в отношении дыха¬
ния почв являются лесные и агроэкосистемы.
Все категории земель северных регионов яв¬
ляются наименее изученными;
- преобладающая часть натурных наблюде¬
ний за эмиссией С02 проводилась в летний и
вегетационный периоды. Необходимы кругло¬
годичные наблюдения за эмиссией С02 из почв
различных климатических зон;
- тип растительности (землепользования)
значимо влияет на величину эмиссии С02 из
почв одного типа. Поэтому для адекватной ха¬
рактеристики потоков С02 из почв более кор¬
ректно использовать не простое (арифметиче¬
ское) среднее, а средневзвешенные значения,
учитывающие пропорции различных категорий
земель в пределах одного почвенного типа;
- недостаточная охваченность территории
России наблюдениями за эмиссией С02 и от¬
сутствие круглогодичных измерений в преоб¬
ладающем большинстве регионов России яв¬
ляются основными источниками неопределен¬
ностей при оценке общего годового потока
С02 из почв наземных экосистем России.
Принципиально важным для существенного
уточнения имеющихся оценок общей эмиссии
С02 из почв Российской Федерации является
организация многолетних круглогодичных мо¬
ниторинговых наблюдений в различных био-
климатических зонах России.
МОНИТОРИНГ ЭМИССИИ со2
ИЗ ПОЧВ ЛЕСНОЙ ЗОНЫ
Измерения эмиссии С02 из почв проводились
круглогодично с ноября 1997 по октябрь 2003 г. с
периодичностью один раз в 7-10 дней, используя
камерный статический метод. Эксперименталь¬
ные участки располагались на территории При-
окско-Террасного Биосферного Государственно¬
го заповедника (дерново-слабоподзолистые супе¬
счаные почвы) и в 4 км от города Пущино (серые
лесные тяжелосуглинистые почвы) под разными
видами растительности: лесом, лугом и на пашне.
Район исследований относится к самой южной
части южно-таежной зоны (подзона смешанных
лесов, 54°50' Л(, 37°35' Е). Согласно многолетним
метеонаблюдениям (станция комплексного фо¬
нового мониторинга, Данки, Серпуховский р-н
Московской обл.) среднегодовая температура
воздуха в районе исследований составляет при¬
близительно +5.5°С, а среднегодовая сумма осад¬
ков - 670 мм. Лесной ценоз дерново-слабоподзо¬
листой почвы заповедника (С общ 1.85%, pH вод¬
ный 5.6) представлен смешанными породами
деревьев (сосна, липа, осина, дуб), возраст кото¬
рых достигает 80-100 лет, с хорошо развитым
травянистым ярусом. Площадка лугового ценоза
(С общ 2.16%, pH водный 5.4) представляла собой
косимый неудобряемый луг после 45-50 лет залу-
жения пахотной почвы и также располагалась на
территории станции фонового мониторинга. На
серой лесной почве площадки наблюдения охва¬
тывали: лесной ценоз (С общ 2.39%, pH водный
6.8), представляющий собой вторичный лес, ос-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДЫХАНИЕ ПОЧВ РОССИИ: АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ
1115
Таблица 1. Сезонные и годовые потоки С02 из почв различных экосистем лесной зоны (среднее ± ошибка сред¬
него, 5Е; число повторностей - 6) и их межгодовая вариабельность (СУ, %)
Период
наблюдений
Поток С02, (г С/м2 за период)
дерново-подзолистая
серая лесная
лес
луг
лес
луг
пашня
Зима (декабрь-февраль)
70 ±14
77 ±18
52 ±9
49 ±9
17 ± 1
Весна (март-май)
114 ± 16
163 ± 27
114 ±17
101 ± 19
61 ±6
Лето (июньг-август)
281 ±33
378 ±41
234 ±31
255 ± 32
179 ±32
Осень (сентябрь-ноябрь)
170 ± 15
187 ±19
161 ± 22
115 ± 18
104 ±25
Холодный (снежный) период (ноябрь-апрель)
160 ±26
189 ±36
143 ±20
113 ± 17
60 ±8
Теплый (бесснежный) период (май-октябрь)
475 ± 50
617 ±67
419 ±54
408 ± 56
301 ± 55
Суммарный годовой поток
635 ±63
806 ±86
561 ±64
520 ±69
361 ± 55
СУ,%
24.5
'26.3
27.7
32.6
37.1
новными лесообразующими породами которого
являются осина, липа и береза (средний возраст
деревьев 40-50 лет), луговой ценоз - некосимый
неудобряемый луг после 15 лет залужения на тер¬
ритории экспериментальной полевой станции
ИФХиБПП РАН (С общ 1.65%, pH водный 6.5) и
агроценоз - неудобряемый вариант полевого
опыта (5-польный зерно-паровой севооборот) с
посевами зерновых (С общ 1.09%, pH водный 6.0).
Календарный год исследований был условно раз¬
делен нами на два периода: теплый (бесснежный) - с
мая по октябрь и холодный (со снеговым покровом)
- с ноября по апрель. Методики отбора газовых
проб в теплый и холодный периоды несколько отли¬
чались друг от друга [9,21]. Анализ проб газа прово¬
дили с использованием газового хроматографа
СЬгот-5 на колонках, заполненных Рогараск 0.
На выбранных для изучения эмиссии С02 пло¬
щадках в течение всего периода измерений парал¬
лельно с отбором газовых проб определялись
температура и влажность верхнего (0-5 см) слоя
почвы, температура воздуха, а в зимний период
также фиксировалась высота снежного покрова
и глубина промерзания почв. Базируясь на ежене¬
дельных измерениях, были рассчитаны среднеме¬
сячные, среднесезонные и среднегодовые потоки
С02 из изучаемых почв (табл. 1).
Динамика месячных потоков диоксида углерода
из почв представляла собой сглаженную картину
годовой эмиссии, полученной из еженедельных из¬
мерений (рис. 3). Она в значительной степени зави¬
села от комплекса погодных и гидротермических
условий, которые в свою очередь определяли осо¬
бенности функционирования микробных сообществ.
Поток С02, гС/м2 в месяц
Рис. 3. Динамика месячных потоков С02 из почв в 1997-2003 гг. (на примере дерново-слабоподзолистой почвы под
лесной и луговой растительностью).
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1116
КУДЕЯРОВ, КУРГАНОВА
Коэффициент временнбй вариабельности (СУ)
в пределах отдельных месяцев изменялся от 0.7 до
110%. Самая высокая временная изменчивость
была обнаружена для изучаемых экосистем в
марте (СУ = 78-110%). Как правило, в почвах ес¬
тественных экосистем межгодовая вариабель¬
ность месячных потоков С02 в пределах теплого
периода (апрель - октябрь) была ниже, чем в пре¬
делах холодного и редко превышала 50%. Самый
стабильный поток С02 из этих почв наблюдался в
июне - июле (СУ = 15-27%), а самый нестабиль¬
ный - в декабре и марте (СУ = 68-89%). В пахот¬
ной почве, напротив, зимние потоки были более
стабильными из-за их невысоких абсолютных
значений, а в сентябре - октябре наблюдалась са¬
мая высокая вариабельность месячных потоков
С02 (СУ =77-81%).
Величина средних сезонных потоков С02 из
почв убывала в следующей последовательности
лето > осень > весна > зима (табл. 1). При этом
среднелетние потоки были значимо выше осен¬
них и весенних в почвах всех экосистем, а осенние
потоки достоверно превышали весенние только в
почвах лесных экосистем, что мы связываем с бо¬
лее активным разложением свежего раститель¬
ного опада в лесу в осенний период по сравнению
с весенним. В течение зимы этот опад продолжа¬
ет активно разлагаться и поэтому весной поток
С02 из лесных почв уменьшается. В почвах луго¬
вых ценозов отмирание и разложение раститель¬
ных остатков происходит более равномерно. Сезон¬
ные потоки углекислого газа из почв варьировали
слабее, чем месячные: коэффициенты межгодовой
вариабельности зависели от типа экосистемы и
составляли 5-58% для зимы, 25-48% - для весны,
29-50% - для лета и 22-68% для осени.
Среднегодовая эмиссия С02 была максималь¬
ной (806 ± 86 г С/м2 год) из дерново-слабоподзоли-
стой почвы под луговым ценозом. Она значимо
превышала годовые потоки углекислого газа из
почв других экосистем (Р < 0.01), что на наш
взгляд объясняется более богатым видовым со¬
ставом трав, их более высокой надземной и под¬
земной продуктивностью и, как следствие этого,
значительной долей корневого дыхания в общем
потоке С02 из песчаной дерново-слабоподзолис¬
той почвы под луговой растительностью. Мини¬
мальная величина суммарной за год эмиссии С02
была зарегистрирована на пахотной серой лесной
почве (361 ± 55 С/м2 год). Она была значимо ниже
(Р < 0.05), чем в почвах других ценозов. Достовер¬
но не различались между собой суммарные коли¬
чества С02, выделяющиеся за год с поверхности
почвы лесных ценозов и с поверхности серой лес¬
ной почвы под луговой и лесной растительностью.
Межгодовая изменчивость суммарных годовых по¬
токов углекислого газа из почв различных экосис¬
тем Южного Подмосковья в среднем составляла
30% и была самой высокой в агроценозе (37%), а са¬
мой низкой - в лесном и луговом ценозах на дерно-
во-слабоподзолистой почве (24-26%). Другими сло¬
вами, почвы агроэкосистем являются более подвер¬
женными к изменению погодных условий по
сравнению с почвами естественных ценозов. Полу¬
ченные нами оценки годовых потоков углекислого
газа из почв вполне соответствуют идентичным
оценкам, имеющимся в литературе, для почв
других экосистем бореальной и умеренной зон -
340-760 г С/м2 год [18,24,25].
Для почв естественных экосистем нами была
обнаружена позитивная связь между годовыми
потоками С02 и суммарным количеством осадков
за год: коэффициенты корреляции (К) составили
0.76-0.88 при Р < 0.1. Достоверных корреляцион¬
ных связей между годовыми потоками С02 и сред¬
негодовой температурой почвы воздуха не найде¬
но. Янссене с соавт. [18], изучавшие потоки С02 в
18 лесных экосистемах Европы, также не обнару¬
жили значимых корреляционных связей между
величиной среднегодового дыхания почв и сред¬
негодовой температурой воздуха.
Наши расчеты показали, что вклад отдельных
месяцев в годовой поток углекислого газа из почв
варьирует от 1.5 до 20.6% и зависит от типа экоси¬
стемы (табл. 2). Летние потоки С02 составляли в
среднем 46% от суммарного годового потока,
зимние - 9%, осенние - 25%, а весенние - 20%.
Эти характеристики заметно варьировали в зави¬
симости от типа почвы и ценоза, а также от соче¬
тания погодных условий. Наименьшая изменчи¬
вость величины сезонных вкладов в годовой по¬
ток С02 из почв была характерна для летнего
сезона, а наибольшая - для зимы. В почвах есте¬
ственных экосистем величина вкладов отдельных
сезонов в суммарную эмиссию С02 была более
стабильна, чем в пахотной почве.
Доля холодного периода (ноябрь - апрель) в
годовом потоке диоксида углерода из почв Юж¬
ного Подмосковья была весьма значительной и
составляла в зависимости от типа экосистемы 21-
26%. В зависимости от сочетания погодных усло¬
вий в различные сезоны доля холодного периода
в годовом потоке изменялась от 11-15% (в 1999—
2000 гг. с теплым, влажным летом и холодной зи¬
мой) до 33-41% (в 2000-20001 гг. с жарким и
очень засушливым летом и умеренно холодной
зимой). В соответствии с оценками других иссле¬
дователей, зимнее дыхание почв оценивается
близкими величинами: менее 10% от годового по¬
тока в тундровых экосистемах [3, 10, 23, 29] и
больше 20% - в экосистемах бореальной зоны
С02 [13, 24].
Таким образом, многолетние мониторинговые
наблюдения за эмиссией С02 из почв различных
экосистем лесной зоны показали, что:
- в зависимости от типа экосистемы средне¬
годовые потоки С02 из почв лесной зоны со-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДЫХАНИЕ ПОЧВ РОССИИ: АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ
1117
Таблица 2. Вклад различных периодов (%) в годовой поток С02 из почв различных экосистем Южного Подмо¬
сковья (среднее за 6 лет наблюдений)
Период
Дерново-подзолистая почва
Серая лесная почва
лес
луг
лес
луг
агроценоз
%
Су*
%
СУ
%
СУ
%
СУ
%
СУ
Зима
п
50
10
46
9
41
10
32
6
53
Весна
18
20
21
22
20
28
20
15
20
47
Лето
44
9
47
8
41
13
49
8
47
27
Осень
27
23
23
24
29
27
20
14
27
34
Холодный сезон
25
38
24
36
26
32
22
25
21
47
Теплый сезон
75
13
76
11
74
11
78
7
79
12
* СУ - коэффициент вариации, %.
ставляют 361-806 г С/м2 год. Межгодовая ва¬
риабельность годовых потоков С02 в среднем
составляет 30%;
- на долю зимнего и холодного периодов
приходится существенная часть в суммарном
годовом потоке С02 из почв Южного Подмос¬
ковья и ее недоучет может привести к сущест¬
венным искажениям в оценке суммарных по¬
токов С02 из почв Российской Федерации;
- наиболее стабильным показателем, ха¬
рактеризующим особенности эмиссии С02 из
почв, является вклад суммарной летней эмис¬
сии в годовой поток С02 из почв (вариабель¬
ность 7.9-12.8% в почвах естественных экоси¬
стем), что позволяет рекомендовать использо¬
вать этот показатель для моделирования
годовых потоков углекислого газа из почв.
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ
ГОДОВЫХ ПОТОКОВ со2 ИЗ ПОЧВ
Для того чтобы рассчитать годовые потоки уг¬
лерода из почв, представленных в базе данных
“Дыхание почв России”, нами была собрана со¬
пряженная база данных, в которой были пред¬
ставлены результаты круглогодичных измерений
потоков С02 из почв 19 различных экосистем Рос¬
сии и Европы. Используя эти данные, был рассчи¬
тан вклад летних потоков С02 в годовую эмиссию
С02 из почв (Сл). Этот показатель, как было показа¬
но выше, является довольно стабильной величиной
в естественных экосистемах, что позволяет исполь¬
зовать его для моделирования годовых потоков уг¬
лекислого газа из почв. Было найдено, что О имеет
тесную обратную связь со среднегодовой темпера¬
турой воздуха и адекватно описывается линейной и
полиноминальной моделями: коэффициент детер¬
минации, /?2 = 0.91-0.95, Р < 0.01 (рис. 4). В наших
дальнейших расчетах мы использовали полиноми-
нальную модель как наиболее точно описываю¬
щую обнаруженную закономерность.
На основе экспериментальных данных, харак¬
теризующих летние потоки С02 из почв различ¬
ных регионов (БД “Дыхание почв России”), и раз¬
работанной нами модели были рассчитаны вели¬
чины вклада летнего потока С02 в суммарный
С„%
Рис. 4. Взаимосвязь между величиной вклада летнего потока С02 в суммарный годовой поток (Сх) и среднегодовой
температурой воздуха (Те).
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1118
КУДЕЯРОВ, КУРГАНОВА
годовой поток для почв всех 374 экосистем, пред¬
ставленных в БД. Суммарные годовые потоки
С02-С (АСОБ) оценивались согласно следующе¬
му уравнению:
АСОБ = Л 100/С.у, (1)
где АСББ - суммарный годовой поток С02-С из
почв отдельных экосистем (г С/м2 год); Рх - сум¬
марный почвенный поток С02-С из экосистемы
за лето, (г С/м2 лето; берется из БД “Дыхание
почв России”); Сх - величина вклада летнего по¬
тока С02-С в суммарный годовой поток, % (рас¬
считана по модели).
Годовые потоки С02-С из почв, рассчитан¬
ные по вышеприведенным формулам, изменя¬
лись в очень широких пределах - от 4 г С/м2
год в рекультивированных тундровых почвах
до 1933 г С/м2 год в черноземах мицелярно-кар-
бонатных (Ставропольский край) и зависели от
типа почв и категории землепользования. Сред¬
нее и медианное значения суммарной годовой
эмиссии С02 из почв Российской Федерации со¬
ставили 448 и 385 г С/м2 год, соответственно.
ПОДХОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ
МИКРОБНОГО И КОРНЕВОГО ДЫХАНИЯ
В ПОЧВАХ
Многочисленные исследования показали, что
для корневого дыхания в общем потоке С02 из
почв колеблется в очень широких пределах - от 6
до 95% в зависимости от типа растительности и
времени исследований [15]. Предыдущие оценки
микробного потока С02 из почв России [5-7] ос¬
новывались на допущении, что доля корневого
дыхания составляет в среднем одну треть от об¬
щего дыхания почв для всех типов растительнос¬
ти, почв и биоклиматических зон. Для того чтобы
получить более точную оценку составляющих
общего потока С02 из почв, мы применили диф¬
ференцированный подход, учитывающий влия¬
ние типа растительности и категорий землеполь¬
зования на долю корневого дыхания в общем по-
Таблица 3. Доля корневого дыхания (Сй/?) в общем по¬
токе С02 из почв, относящихся к различным категори¬
ям земель
Категория
земель
Число
исследо¬
ваний
Доля корневого дыхания, %
сред¬
няя
медиа¬
на
мини¬
мум
макси¬
мум
Тундра
5
63
70
33
90
Северная тайга
6
72
80
43
90
Южная тайга
60
48
49
20
90
Луга
16
45
40
25
80
Агроценозы
10
38
34
16
75
токе С02 из почв. С этой целью были собраны все
доступные литературные данные, сообщающие о
вкладе корневого дыхания в общее дыхание почв
[20]. Эти данные были разбиты на пять различ¬
ных групп, соответствующих следующим катего¬
риям земель: тундра, северные леса, южные леса,
луга и агроценозы. Проведя процедуру выбраков¬
ки (были отброшены минимальные (<10%) и мак¬
симальные (>90%) значения), мы рассчитали ос¬
новные статистические параметры, характеризу¬
ющие долю корневого дыхания в общем потоке
С02 из почв, принадлежащих к пяти категориям
земель (табл. 3).
Расчет микробного и корневого дыхания раз¬
личных типов почв с учетом вышеупомянутых
категорий земель производили согласно следую¬
щим уравнениям:
АСОБкк = АСББ х С^/ЮО, (2)
АСОРнд = АСОБ х Снк/100, (3)
где АСОБкн и АСОРнк - корневое и микробное
дыхание в отдельных типах почв; АСОЁ - об¬
щий поток С02 из той же почвы (г/м2 год, рас¬
считан согласно полиноминальной модели); Скк
и Снк = 100 - - медианные значения доли кор¬
невого и микробного дыхания в общем потоке
С02 из почв, %.
ПОДХОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНОК
ОБЩЕГО И МИКРОБНОГО ДЫХАНИЯ
ДЛЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Все ранее полученные оценки общего дыха¬
ния почвенного покрова России базировались на
традиционном подходе и рассчитывались путем
интегрирования (суммирования) потоков С02 из
отдельных типов почв с учетом занимаемой ими
площади [5, 19, 22]:
АСБР = I (АСБР, х А,), (4)
где: АСОБ, - общий поток С02 из индивидуально¬
го почвенного типа, рассчитанный как простое
арифметическое среднее, если он характеризовался
несколькими значениями, относящимися к различ¬
ным типам землепользования (кг С/га год); А, - пло¬
щадь, занимаемая индивидуальным почвенном ти¬
пом (га) в пределах Российской Федерации.
Этот традиционный подход не учитывал тот
факт, что идентичные почвы, различающиеся по
типу растительного покрова (землепользования),
вносят различный вклад в общий поток С02 из
почвы. Этот вклад будет пропорционален площа¬
ди, занимаемой данной растительной ассоциаци¬
ей в пределах индивидуального почвенного типа.
При этом соотношение площадей различных ка¬
тегорий землепользования, в пределах идентич¬
ных почвенных типов, находящихся в различных
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДЫХАНИЕ ПОЧВ РОССИИ: АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ
1119
Таблица 4. Средневзвешенные значения микробно¬
го дыхания почв (г С/м2 в год) различного земле¬
пользования в различных биоклиматических зонах
(среднее ± ошибка среднего, 5£)
Биоклиматичес-
кая зона
Сельскохозяйст¬
венные угодья
Естественные
ценозы
Тундра
Тайга
101
81 ±6
северная
106
97 ±8
средняя
173
152 ±8
южная
273
259+11
Леса умеренного
пояса
265
279 ± 17
Степь
364
283 ± 10
Полупустыня
228
228 ±43
биоклиматических зонах, также будет различным.
Новый методологический подход, позволяющий
учесть вышеперечисленные недостатки, стал воз¬
можен на основе применения геоинформационного
анализа, позволяющего наложить друг на друга
Почвенную карту РСФСР, 1 : 2.5 млн. [11], Карту
категорий земель СССР, 1:4 млн. [12] и Карту рас¬
тительности СССР, 1:4 млн. [4] и рассчитать:
- площади почв, относящихся к различным
категориям землепользования (леса, луга +
пастбища, сельскохозяйственные и заболочен¬
ные земли) и расположенных в шести основных
биоклиматических зонах (полярные пустыни,
тундра, северная, средняя и южная тайга, леса
умеренного пояса, степи, полупустыни);
- средневзвешенные значения общего и
микробного дыхания почв, с учетом доли раз¬
личных категорий земель в пределах одного
почвенного типа, находящегося в разных био¬
климатических зонах.
Для расчета средневзвешенных значений об¬
щего и микробного дыхания почв было использо¬
вано следующее уравнение:
АСОР* = 1^АСОР, И + я АСОР, Р% +
+ \vACDF, • Руу + сАСЮР, • Рс,
где: АСОР* - средневзвешенное значение годо¬
вого потока С02 (АСОР) для индивидуального
почвенного типа; 1АСОР„ §АСОР„ сАСОР, и
\vACDF, - значения АСОР из индивидуальных
почвенных типов соответственно под лесной, лу¬
говой, сельскохозяйственной растительностью и
на заболоченных землях; Р§, Рс и Р\у - доли
Таблица 5. Микробный годовой поток С02 (HSR, млн. т С/год, над чертой) из почв, относящихся к различным ка¬
тегориям земель и различным биоклиматическим зонам, и соответствующие площади (млн. га, под чертой),
(площади отдельных категорий земель, относящихся к различным биоклиматическим зонам, получены путем
наложения Карты категорий земель СССР [12] и Карты растительности СССР [4])
Биоклиматичес-
кая зона
Категории земель
сельскохозяйст¬
венные угодья
леса
луга и пастбища
заболоченные
земли
сумма
Тундра
2.7
3.5
151.8
36.9
194.9
3
4
212
46
270
Тайга
2.3
138.3
32.2
50.0
222.8
северная
2
141
29
60
233
30.6
751.7
201.6
107.3
1091.2
средняя
18
455
132
77
682
100.2
322.1
39.9
81.4
543.6
южная
37
127
14
34
211
Леса умеренного
75.6
74.5
13.6
2.1
165.8
пояса
29
26
4
1
60
Степь
422.6
27.0
58.8
2.5
510.9
116
9
22
1
148
Полупустыня
26.9
12
3.5
1
22.0
12
Не опр.
52.9
25
Сумма
660.9
1320.6
519.9
280.8
2782.2
216
764
430
220
1629
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
КУРГАНОВА
1120 КУДЕЯРОВ,
вышеперечисленных категорий земель в преде¬
лах одного почвенного типа.
На основе наших расчетов были получены
средневзвешенные значения общего, микробного
и корневого дыхания из 54 типов почв [20]. Для
остальных 82 почвенных типов, содержащихся в
легенде почвенной карты [11], эксперименталь¬
ные данные отсутствовали. Они были получены
нами путем аппроксимации имеющихся значений
с учетом общности генезиса и территориальной
принадлежности этих почв.
Общее, микробное и корневое дыхание в поч¬
вах на территории Российской Федерации было
рассчитано согласно уравнению (4) на основе
средневзвешенных значений этих показателей
для каждого типа почв и соответствующих пло¬
щадей.
Было найдено, что общее, микробное и корне¬
вое дыхание в почвах Российской Федерации со¬
ставляет соответственно 5.67, 2.78 и 2.89 Гт С/год.
Другими словами, приблизительно половина об¬
щего потока С02 из почв наземных экосистем
России образуется за счет микробного дыхания
почв. Полученные нами значения НД довольно
близки к приведенным выше оценкам Кудеярова
с соавт. [5] - 2.6-3.0 Гт С/год и меньше, чем оцен¬
ка НИ, рассчитанная Нильссоном с соавт. [22] -
3.2 Гт С/год. Разумеется, неопределенность полу¬
ченных нами оценок еще достаточно высока [20].
На основе почвенной карты и полученных зна¬
чений общего, корневого и микробного потоков
С02 из отдельных почвенных типов, составляю¬
щих легенду этой карты, были созданы карты ды¬
хания почв России [20]. Используя геоинформа-
ционный подход, позволяющий совместить полу¬
ченную карту микробного дыхания почв, карту
растительности и карту землепользования, были
рассчитаны средневзвешенные общие и микроб¬
ные потоки С02 из почв различных категорий
землепользования в различных биоклиматичес-
ких зонах (табл. 4,5). Анализ полученных данных
позволяет заключить:
- самая высокая интенсивность микробного
дыхания характерна для сельскохозяйствен¬
ных угодий и лесов степной зоны (соответст¬
венно 364 и 292 г С/м2 год), лугов умеренного
пояса (308 г С/м2 год);
- ЬЖ почв, занятых лесной растительностью
составляет примерно половину микробного по¬
тока С02, выделяемого почвенным покровом
Российской Федерации. На долю сельскохозяй¬
ственных, луговых и заболоченных земель при¬
ходится соответственно 1/4,1/5 и 1/10 части;
- самый высокий вклад в величину общего
микробного дыхания в почвах России вносят
леса средней тайги (27%), сельскохозяйствен¬
ные земли степной зоны (15%) и лесные терри¬
тории южно-таежной зоны (11%);
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Общее, микробное и корневое дыхание в поч¬
вах Российской Федерации, согласно проведенно¬
му исследованию, составляет соответственно
5.67,2.78 и 2.89 Гт С/год. Полученные оценки по¬
токов С02 из почв Российской Федерации базиро¬
вались на анализе большого количества литера¬
турных данных, данных собственных многолет¬
них мониторинговых наблюдений, модельном и
геоинформационном подходе. Это позволило
впервые применить дифференцированный под¬
ход, учитывающий влияние землепользования на
основные составляющие почвенного дыхания и
уточнить полученные ранее оценки. Неопреде¬
ленности приведенных величин составляют при¬
близительно 6-8% для общего годового потока
С02 и 10-12% - для микробного и корневого ды¬
хания почв. Эти неточности обусловлены глав¬
ным образом временной и пространственной не¬
равномерностью полевых измерений эмиссии С02
из почв наземных экосистем России и недостатком
экспериментальных данных в северных и горных
территориях, в Восточной Сибири и на Дальнем
Востоке. Очень мало данных, характеризующих
эмиссию С02 за пределами вегетационного сезона.
Имеющиеся наблюдения показали, что холодный
период (поздняя осень - зима - ранняя весна) вносит
существенный вклад в годовую эмиссию С02 из
почв. Для получения оценок, наиболее точно отра¬
жающих современные почвенные потоки С02, не¬
обходимы дополнительные исследования и уточ¬
ненные карты землепользования.
Благодарности. Работа выполнялась при
финансовой поддержке РФФИ, Программы Пре¬
зидиума РАН № 13 и Исследовательского обще¬
ства Норвегии (The Research Council of Norway).
Авторский коллектив весьма признателен про¬
фессору А.З. Швиденко и сотруднику Лесного от¬
дела Яну М’Каллуму (Jan McCallum, Междуна¬
родный Институт Прикладного Системного Ана¬
лиза, Лаксенбург, Австрия) за консультации и
помощь в использовании геоинформационных
технологий. Авторы благодарны также научному
сотруднику Института физико-химических и био¬
логических проблем почвоведения РАН (Пущи¬
но) В.О. Лопесу де Гереню за помощь в составле¬
нии и обработке базы данных и данных полевых
исследований, научным сотрудникам Л.Н. Роза-
новый, Т.Н. Мякшиной и Д.В. Сапронову за ог¬
ромный вклад в осуществлении многолетних мо¬
ниторинговых наблюдений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Добровольский Г.В. (ред) Структурно-функцио¬
нальная роль почв и почвенной биоты в биосфере.
М.: Наука, 2003. 364 с.
2. Добровольский Г.В., Никитин ЕД. Функции почв
в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 261 с.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ДЫХАНИЕ ПОЧВ РОССИИ: АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ
1121
3. Замолодчиков Д.Г., Лопес де Гереню В.О., Ива¬
щенко А.И., Карелин Д.В., Честных О.В. Эмиссия
углерода южными тундрами в холодный период
года // Докл. РАН. 2000. Т. 372. JMi> 5. С. 709-711.
4. Исаченко Т.И., Карамышева З.В., Ладыгина Г.М.,
Сафронова И.Н. Карта растительности СССР.
Масштаб 1 : 4 млн. Институт географии, 1990. М.,
Россия.
5. Кудеяров В.Н., Хакимов Ф.И., Деева Н.Ф., Ильи¬
на А А., Кузнецова Т.В.У Тимченко А.В. Оценка
дыхания почв России // Почвоведение. 1995. № 1.
С. 33-42.
6. Кудеяров В.Н. Биогенные составляющие баланса
С02 на территории России // Тез. докл. Националь¬
ной конференции с международным участием
“Эмиссия и сток парниковых газов на территории
Северной Евразии”, Пущино, 20-24 ноября 2000 г.
2000. С. 23-24.
7. Кудеяров В.Н. Вклад почвы в баланс С02 атмо¬
сферы на территории России // Доклады РАН. Об¬
щая биология. 2000. Т. 375. С. 275-277.
8. Курганова И.Н., Кудеяров В.Н. Оценка потоков
диоксида углерода из почв таежной зоны России //
Почвоведение. 1998. №9. С. 1058-1070.
9. Лопес де Гереню В.О., Курганова И.Н.у Розано¬
ва Л.Н., Кудеяров В.Н. Годовые потоки диоксида
углерода из некоторых почв южно-таежной зоны
России // Почвоведение. 2001. № 9. С. 1045-1059.
10. Федоров-Давыдов Д.Г. Дыхательная активность
тундровых биогеоценозов и почв Колымской низ¬
менности // Почвоведение. 1998. № 3. С. 291-301.
И. Фридланд В.М. (ред) Почвенная карта РСФСР.
Масштаб 1 : 2.5 млн. ВАСХНИЛ, Гос. Комитет по
геодезии и картографии. 1988. 16 с.
12. Январева Л.Ф. (ред) Карта категорий земель
СССР. Масштаб 1 :4 млн. Государственный Коми¬
тет по геодезии и картографии. М., Россия. 1989.
13. Aim J.y Saamio S., Nykanen H., Silvova J., Martikain-
en P. Winter C02, CH4 and N20 fluxes on some natural
and drained boreal peatlands // Biogeochem. 1999. V. 44.
P.163-186.
14. Edwards CA.y Reichle D.E., Crossley D.A. The role of
soil invertebrates in tumorver of organic matter and nutri¬
ents / Eds: Reihle D.E. Analysis of temperate Forest Eco¬
systems, Springer-Verlag, New York, 1970. P.12-172.
15. Hanson P.J., Edwards N.T.y Garten C.T., Andrews J.A.
Separating root and soil microbial contribution to soil
respiration: A review of methods and observations //
Biogeochemistry.2000. V. 48. P. 115-146.
16. Houghton R.A. Revised estimates of the annual net flux
of carbon to the atmosphere from changes in land use
and land management 1850-2000 // Tellus. 2003. B. 55.
P. 378-390.
17. Houghton RA.y Woodwell G.M. Global climatic change //
Sci. Am. 1989. V. 260. P. 36-44.
18. Janssens UA.y Lankreijer H.y Matteucci G.y Kowal-
skyA.S., Buchmann N.y Epron D., Pilegaard K.y Kut-
sch W.y Longdoz B., Grunwald T.y Montagnani L.y
Dore S., Rebmanns C.y Moores E.J., G re lie A.,
Oltchev S., ClementR., Gudmundson J., MinerbiS., Ber-
bigier P., Ibrom A., Moncrieff J.y Aubinet M.y Bemhof-
fer P., Jensen O., Vesala T.y Granier A., Schulze E.-D.f
Lindroth A., Dolman A.I., Jarvis P.G., Ceulemans R.,
Valentini R. Productivity overshadows temperature in
determining soil and ecosystem respiration across Euro¬
pean forests // Global Change Biology. 2001.№ 7.
P. 269-278.
19. Kudeyarov V.N., Kurganova I.N. Carbon dioxide emis¬
sion and net primary production of Russian terrestrial ec¬
osystems // Biol. Fertil. Soils. 1998. V. 27. P. 246-250.
20. Kurganova I.N. Carbon dioxide emission from Soils of
Russian Terrestrial Ecosystems. Interim report IR-02-
070. International Institute for Applied Systems Analy¬
sis. Laxenburg, Austria. 2003. 63 p.
21. Kurganova /., Lopes de Gerenyu V., Rozanova L.y
Sapronov D., Myakshina T.y Kudeyarov V. Annual and
seasonal C02 fluxes from Russian southern taiga soils //
Tellus. 2003. V. 55B. № 2. P. 338-344.
22. Nilsson S.y Shvidenko A.y Stolbovoi V., Gluck M., Jo¬
nas M.y Obersteiner. Full carbon account for Russia.
2000. Interim Report IR-00-021, International Institute
for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria.
180 p.
23. Oechel W., Vourlitis G.f Hastin S. Cold season C02
emissions fromarctic soils // Global Biogeochemical Cy¬
cles. 1997. V. 11. № 2. P. 163-172.
24. Pajary B. Soil respiration in a poor upland site of Scots
pine stand subject to elevated temperatures and atmo¬
spheric carbon concentration // Plant and Soil. 1995.
V. 168-169. P. 563-570.
25. Raich J.W., Schlesinger W.H. The global carbon dioxide
flux in soil respiration and its relationship to vegetation
and climate // Tellus. 1992. V. 44B. P. 81-89.
26. Raich J.W., Potter C.S., Bhagavatti D. Interannual vari¬
ability in global soil respiration, 1980-94 // Global
change Biol. 2002. V. 8. P. 800-812.
27. Schlesinger W.H. Carbon balance in terrestrial detritus //
Ann. Rev. Ecol. Systematics. 1977. V. 8. P. 51-81.
28. Schlesinger W.H., Andrews JA. Soil respiration and global
carbon cycle // Biogeochemistry. 2000. V. 48. P. 7-20.
29. Zamolodchikov D.G., Karelin D.V. An empirical model
of carbon fluxes in Russian tundra // Global Change Bi¬
ology. 2001. V. 7. P. 147-161.
Respiration of Russian Soils: Database Analysis,
Long-Term Monitoring, and General Estimates
V. N. Kudeyarov and I. N. Kurganova
A database on the respiration of Russian soils was developed. Its analysis, together with the use of a model to
assess the annual fluxes of C02 from soils, made it possible to refine the estimates of the total, microbial (het-
erotrophic), and root respiration for the territory of Russia. The geoinformation approach was applied to calcu¬
late the average values of the total and heterotrophic soil respiration with due account for the different land cat¬
egories within a given soil type.
7 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1122-1129
ФИЗИКА, БИОЛОГИЯ
И МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.41
ГИДРОСОРБЦИОННЫЙ ГИСТЕРЕЗИС В ПОЧВАХ,
МИНЕРАЛАХ И ПОРОДАХ
© 2005 г. Т. А. Зубкова, А. С. Манучаров, Н. И. Черноморченко,
А. П. Шваров, И. А. Костарев
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 17.02.2005 г.
Одним из факторов, включающих механизм действия ряда экологических функций почв, можно
считать процесс увлажнения - высушивания. Он изменяет доступность для растений питательных
элементов и воды. Влияет на эти экологические функции катионный состав почвенного поглоща¬
ющего комплекса, а также гидросорбционный гистерезис. В минералах он очень чувствителен к
различным воздействиям: уменьшается с повышением температуры от 20 до 120°С в многократных
циклах иссушения - увлажнения, а также зависит от состава обменных катионов и характера обра¬
ботки минералов в процессе получения катион-замещенных форм. Площадь петли гистерезиса-ха¬
рактеристика уже устоявшейся структуры, которая прошла испытание различными воздействиями.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большое внимание уделя¬
ется экологическим функциям почвы. Они опре¬
деляют жизнедеятельность биосферы [3]. Роль
экологических функций обсуждается во многих
работах. Однако за пределами внимания остают¬
ся молекулярные механизмы действия этих функ¬
ций. Например, чередование высушивания и ув¬
лажнения почв изменяет содержание подвижных
питательных элементов в почвах и даже эквипо¬
тенциальную влагоемкость почв. Одним из глав¬
ных механизмов, определяющим изменение
влажности почв, является сорбционный гистере¬
зис. Причина его появления - в несовпадении ад¬
сорбционной и десорбционной ветвей изотермы.
Наиболее выражены гистерезисные явления в
процессах сорбции органических соединений (н-
бутиламин, ацетонитрил, пиридин, анилин и др.)
на минералах [11], а также в поглощении воды
торфами [5]. При взаимодействии воды с почвой
или минералами петля гистерезиса гораздо мень¬
ше [1, 9, 13]. Основную роль в формировании ги¬
дросорбционного гистерезиса играют капилля¬
ры, обменные катионы, в том числе и тяжелые
металлы [1,7,9,12].
В почве гидросорбционный гистерезис влияет
на формирование макроструктуры. В режимах
периодического иссушения - увлажнения форми¬
руются трещины с провальной водопроницаемос¬
тью, слитая структура на тяжелосуглинистых и
глинистых почвах. С влажностью почвы тесно
связана адсорбция углеводородов [2]. Тем не ме¬
нее, остаются неизвестными роль физических и
химических свойств почвы в формировании гис¬
терезисных явлений.
Представленная работа посвящена исследова¬
нию гидросорбционных явлений в минералах, по¬
родах и почвах, влиянию на них многократных
циклов адсорбции - десорбции воды, термообра¬
ботки, состава обменных катионов (Са2+, М§2+,
Ыа+, РЬ2+, 2п2+), а также удельной поверхности.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Гидросорбционный гистерезис оценивали в
области низких значений капиллярно-сорбцион¬
ного потенциала воды (/7Р0 < 1-0) илистой фрак¬
ции минералов. Исследовали не набухающие гли¬
нистые минералы (каолинит, мусковит), кварц,
минералы с расширяющейся кристаллической
решеткой и глинистые породы (монтмориллонит,
гумбрин, бентонит) в двух циклах иссушения - ув¬
лажнения. Монтмориллонит был взят из музея
кафедры физики и мелиорации почв факультета
почвоведения МГУ. Дифрактограммы монтмо¬
риллонита и бентонитовой глины приведены в
работе Манучарова с соавт. [6]. Исследовали поч¬
вы: дерново-подзолистую и серую лесную (Мос¬
ковская обл.), чернозем обыкновенный - (Там¬
бовская обл.), светло-каштановую (Волгоград¬
ская обл.), краснозем (г. Чаква, Грузия).
Гистерезисные явления изучали сорбционным
способом: последовательно были сняты изотер¬
мы десорбции и адсорбции (два цикла иссушения-
увлажнения) паров воды. Экспериментальные
точки были получены для характерных участков
изотерм сорбции: области образования мономо-
лекулярного слоя воды по БЭТ (0 < Р/Р0 < 0.40);
области 0.40 < Р/Р0 < 0.60, в которой заканчивает¬
ся образование адсорбционного слоя воды с резко
измененными свойствами, и в диапазоне капил-
1122
ГИДРОСОРБЦИОННЫЙ ГИСТЕРЕЗИС В ПОЧВАХ
1123
Таблица 1. Общая удельная поверхность минералов и площадь петли гистерезиса (£„,,-,.) в первом (над чертой) и
втором (под чертой) циклах иссушения — увлажнения
Минерал
Общая удельная поверхность, м2/г
^ГИСТ’ У*е*
десорбция
адсорбция
разница
Каолинит
49.5/44.5
38/42.7
11.5/1.8
-2.661-2.66
Каолинит + 20% слюды
28.9/26.4
22.4/23.9
6.512.5
-/-
Монтмориллонит
314/317
221/330
93/13
0.12/-0.07
Бентонит
372/401
264/336
108/65
3.73/2.79
Гумбрин
393/368
313/409
80/-41
8.54/4.23
Мусковит
37.6/30.7
32.2/30.7
5А/2.2
5.38/3.1
Кварц
27.1/5.4
17/2.9
10.1/2.5
0.03/0
лярной конденсации (Р/Р0 > 0.60) - при относи¬
тельном давлении водяного пара Р/Р0 0.05; 0.15;
0.35; 0.55; 0.86; 0.98 (раствор концентрированной
Н2504 и насыщенные растворы ЫС1, СаС12,
Са(ЫОэ)2, КС1, К2Б04 соответственно). Полное на¬
сыщение проводили над дистиллированной во¬
дой.
Для количественной оценки гистерезиса ис¬
пользовали площадь петли гистерезиса, которая
характеризует изменение свободной энергии во¬
ды в процессе гистерезиса [6]. Площадь петли ги¬
стерезиса выражали в условных единицах (у.е.) в
координатах Щ%) - Р/Р0 и рассчитывали по раз¬
нице определенных интегралов (интегрирование
по точкам) функций десорбции и адсорбции.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1.Влияние двух циклов десорбции -
адсорбции на гидросорбционный ги¬
стерезис в минеральных образцах.
Анализ петель гидросорбционного гистерезиса
показал, что в минералах, породах и почве выде¬
ляются две точки перегиба - при относительном
давлении водяного пара 0.15 и 0.86. Первый пере¬
гиб при Р/Р0 = 0.15 соответствует образованию
молекулярного слоя адсорбированной воды. Вто¬
рой перегиб - началу спонтанного процесса ка¬
пиллярной конденсации. Абсолютные значения
влажности точек перегиба кривых Ц? - Р/Р0 зна¬
чительно выше для минералов с расширяющейся
кристаллической решеткой, чем для ненабухаю¬
щих минералов. Подробное описание сходств и
различий гидросорбционных кривых разобрано в
работе Манучарова и с соавт. [6]. В настоящей ра¬
боте мы попытались установить связи гистерези¬
са с физическими и физико-химическими свойст¬
вами минеральных и почвенных образцов.
Площадь петли гистерезиса первого цикла ис¬
сушения - увлажнения для минералов с расширя¬
ющейся кристаллической решеткой значительно
выше, чем для ненабухающих минералов (табл. 1).
По площади петли гистерезиса минералы и по¬
роды располагаются в убывающем порядке: бен¬
тонит > монтмориллонит > гумбрин > каолинит >
> мусковит > каолинит + 20% слюды > кварц.
Во втором цикле иссушения - увлажнения рез¬
ко уменьшается площадь петли гистерезиса обе¬
их групп минералов по сравнению с первым
(табл.1). Заметен эффект выравнивания мине¬
ральной поверхности. Вода в мелких порах задер¬
живается и образует дополнительную поверх¬
ность, нивелируя шероховатости. Поэтому вмес¬
то неоднородной поверхности, которая приводит
к запаздывающим эффектам, во втором цикле
увлажнения - иссушения получаем более выров¬
ненную поверхность, на которой отсутствуют или
резко снижаются гистерезисные эффекты. Сгла¬
живание неровностей на поверхности сказывает¬
ся и на величине удельной поверхности, рассчи¬
танной по десорбционной и адсорбционной вет¬
вям. Они имеет более близкие значения во
втором цикле (табл. 1).
Между площадью петли гистерезиса и общей
удельной поверхностью для всех минеральных
образцов существует прямо пропорциональная
зависимость в последовательных сорбционных
циклах (/?2 = 0.77-0.79).
Таким образом, десорбционная ветвь гидро¬
сорбционной кривой всегда чуть выше адсорбци¬
онной, кроме каолинита. Во втором цикле ад¬
сорбции - десорбции гистерезис менее выражен
по сравнению с первым циклом, он более сгла¬
жен. Удельная поверхность, определенная по де¬
сорбции и адсорбции воды, имеет более близкие
значения во втором цикле иссушения - увлажне¬
ния. Существует прямо пропорциональная зави¬
симость петли гистерезиса от площади удельной
поверхности минеральных образцов.
2. Влияние обменных катионов на
площадь петли гистерезиса.Рольобмен-
ных катионов оценивали по площади петли гисте¬
резиса в шести вариантах опыта, различающихся
обработкой образца после насыщения катионом:
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
7*
1124
ЗУБКОВА и др.
Таблица 2. Зависимость площади петли гистерезиса (у.е.) гидросорбционной кривой \У-(Р/Р0) катион-замещен-
ных форм минералов после разных видов обработки
Промывка на фильтре
Без обработки
Диализ
Минерал
воздушно-су¬
хие
105°С
воздушно-су¬
хие
105°С
воздушно-су¬
хие
105°С
Исходный монтмориллонит
1.41
1.46
2.67
1.41
0.99
0.99
7п-монтмориллонит
1.28
1.61
2.34
1.50
0.02
1.04
РЬ-монтмориллонит
1.39
1.28
0.82
0.55
0.99
0.93
Са-монтмориллонит
3.38
1.88
4.16
0.26
0.49
0.73
Mg-мoнтмopиллoнит
1.06
1.44
1.84
4.04
0.07
0.79
Ыа-монтмориллонит
2.05
2.54
2.43
4.42
1.39
2.08
Исходный каолинит
0.18
0.22
1.35
0.42
0.42
0.15
7п-каолинит
0.33
0.73
1.26
0.97
0.35
0.16
РЬ-каолинит
0.31
0.69
0.42
0.24
0.35
0.24
Са-каолинит
0.22
0.73
4.53
2.59
0.11
Не опр.
М§-каолинит
0.11
0.40
1.57
2.30
0.15
0.20
Ыа-каолинит
0.09
0.44
2.08
3.05
0.18
0.20
диализ с последующей сушкой при комнатной
температуре (воздушно-сухие) - вариант 1; диа¬
лиз с последующей сушкой при 105°С-вариант 2;
промывка на фильтре с последующей сушкой при
комнатной температуре - вариант 3; промывка на
фильтре с последующей сушкой при 105°С - ва¬
риант 4; без обработки после насыщения, воз¬
душно-сухие - вариант 5; без обработки с после¬
дующей сушкой при 105°С - вариант 6.
Результаты сравнительного анализа площади
петли гистерезиса показывают (табл. 2, 3), что
катион-замещенные формы монтмориллонита
можно расположить по их влиянию на гистере¬
зис в порядке убывания: Са-М > Ыа-М > 7&-М>
>\^-М » РЬ-М. Самое сильное действие на
формирование гистерезисных явлений в монтмо¬
риллоните оказывают его Са-, Иа- и гп-формы.
Именно с Са2+ и №+ связаны изменения и в поч¬
венной структуре. Правда, они противоположно¬
го характера: кальций структурирует почву, а на¬
трий - диспергирует и дезагрегирует. Цинка никог¬
да в естественных почвах не было много, но можно
предположить, что цинковые почвы также приве¬
дут к структурным изменениям.
Катион-замещенные формы каолинита можно
расположить по их влиянию на гистерезис в поряд¬
ке убывания: Са-К > М§-К > Ыа-К > 7л-К > РЬ-К.
В данном случае наблюдаются почти такие же за¬
кономерности, как и в случае с монтмориллони¬
том.
Максимальное влияние на формирование гис¬
терезиса наблюдалось в катион-замещенных
формах минералов без какой-либо обработки по¬
сле насыщения, когда на минералах оставались
физически адсорбированные соли, ионы. Менее
заметное влияние оказала промывка на фильтре.
Диализная обработка приводила в большинстве
случаев только к уменьшению петли гистерезиса
по сравнению с исходным образцом. Таким обра¬
зом, сам процесс насыщения минерала катионами
оказывал влияние на гистерезисные явления.
3. Влияние вида обработки • мине¬
рального образца на его гистерезис¬
ные свойства. Заметно влияние содержания
исходного монтмориллонита на форму гидро¬
сорбционных кривых. В диализных образцах есть
пологий участок на кривых, который начинается
с Р/Р0 = 0.1. В отмытых образцах он короче. А в
образцах без обработки кривые крутые, пологий
участок “размыт”. В них ярче выражена и петля
гистерезиса. Следовательно, такие обработки,
как диализ, промывание на фильтре или отсутст¬
вие обработки влияют на структурные свойства
минералов и гистерезис.
Са-монтмориллонит. После диализа гистере¬
зиса не заметно, в остальных вариантах обработ¬
ки - незначительный гистерезис в областях Р/Р0 =
= 0.1-0.9.
Ыа-монтмориллонит. Гистерезисные явления
отмечаются после всех обработок.
РЬ-монтмориллонит. В диализных образцах
гистерезис максимально выражен в области
Р/Р0 = 0.1-0.4, и минимально, в области капил¬
лярных сил. В образцах без последующей обра¬
ботки после насыщения, напротив, в области ка¬
пиллярных сил наблюдается максимальный гис¬
терезис, в области адсорбционных сил -
минимальный. В отмытых образцах гистерезис
одинаково выражен по всей кривой.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ГИДРОСОРБЦИОННЫЙ ГИСТЕРЕЗИС В ПОЧВАХ 1125
Таблица 3. Вероятность встречаемости максимального (+), минимального (—) гистерезиса и такого же, как и в
исходном минерале (=)
Минерал
Отмывка на фильтре
Без обработки
Диализ
Частота встречаемости
В-с*
105°С
В-с
105°С
В-с
105°С
+
=
-
Монтмориллонит
Хп-М
=
-
+
+
=
=
2
3
1 "
РЬ-М
=
-
-
-
=
=
0
3
3
Са-М
+
+
+
-
=
=
3
2
1
1^-М
=
-
-
+
=
=
1
3
2
Ыа-М
=
-
-
+
=
+
2
2
2
+
1
1
2
3
0
1
-
4
0
0
0
5
4
-
0
4
3
2
0
0
Каолинит
гп-к
+
+
-
+
-
=
3
1
2
РЬ-К
+
+
-
-
-
+
3
0
3
Са-К
+
+
+
+
-
4
0
1
мё-к
-
+
+
+
-
+
4
0
2
Ыа-К
-
+
+
+
-
+
4
0
2
+
3
5
3
4
0
3
=
0
0
0
0
0
1
-
2
0
2
1
5
0
* В-с - воздушно-сухое вещество.
2п-монтмориллонит. Гистерезис есть во всех
образцах.
Таким образом, гистерезисные явления на¬
блюдаются почти во всех образцах после разных
видов обработок. Такая обработка, как промыв¬
ка на фильтре, диализ и просто высушивание при
комнатной температуре или при 105°С, приводит
к некоторым изменениям, которые отражаются
на гидросорбционной кривой и в гистерезисных
явлениях.
Об изменении структуры сорбционной матри¬
цы свидетельствуют результаты изучения удель¬
ной поверхности образцов после разных видов
обработок: промывки на фильтре, диализа и без
обработки (табл. 4). Даже исходный минераль¬
ный образец, который не насыщали катионами,
претерпевал структурные изменения, взаимодей¬
ствуя с водой (холостой опыт)(табл.4).
Изменения в общей удельной поверхности мо¬
гут достигать 20-50 % от удельной поверхности
исходного воздушно-сухого образца монтморил¬
лонита и 10-30 % - каолинита.
Таким образом, вид обработки минеральных
образцов после насыщения их катионами оказы¬
вает существенное влияние на гистерезис: в монт¬
мориллоните влияние катионов наиболее замет¬
но в варианте без какой-либо обработки, а в као¬
линитах еще и в варианте с промывкой на
фильтре после насыщения.
Заметное влияние на удельную поверхность и
гистерезисные свойства минерала перед снятием
гидросорбционной кривой оказывает температу¬
ра, при которой выдерживался образец - комнат¬
ная или 105°С.
4.Влияние температуры обработки
на гистерезисные свойства минера¬
лов. Термообработка минералов и почвы оказы¬
вает существенное влияние на закрепление на них
ионов и молекул, в том числе воды, питательных
элементов [7,10-12]. Во всех катион-замещенных
формах исследованных минералов также отмече¬
но влияние температуры на удельную поверх¬
ность и на гистерезис.
С увеличением температуры уменьшается раз¬
ница в удельной поверхности, определенной по
адсорбционной и десорбционной ветвям гидро¬
сорбционной кривой. Гистерезисные явления
также уменьшаются после термообработки об¬
разцов (рис. 1). Однако увеличивается степень
связи гистерезиса с общей удельной поверхнос¬
тью минералов: /?2 меняется от 0, 80-86 при 20 °С
до 0.93 при 120 °С.
В отдельной группе минералов с нерасширяю-
щейся кристаллической решеткой степень связи
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1126
ЗУБКОВА и др.
Таблица 4. Влияние обработки исходного минерала на его общую удельную поверхность
Общая удельная поверхность, м2/г
Минерал
промывка
без обработки
диализ
воздушно-су¬
хие
105°С
воздушно-су¬
хие
105°С
воздушно-су¬
хие
105°С
Монтмориллонит
адсорбция
183
179
390
203
222
251
десорбция
198
192
312
180
278
271
Каолинит
адсорбция
14.1
13.0
38
28
33
38
десорбция
14.5
12.3
50
32
47
42
Кварц
адсорбция
-
-
3.6
1.8
-
-
десорбция
-
-
4.3
1.8
-
-
Примечание. Прочерк - не определяли.
возрастает при комнатной температуре (Я2 0.96-
0.99), что свидетельствует о зависимости гистере¬
зиса от структуры минерала.
Анализ гистерезисных явлений в зависимости
от предварительной термообработки образцов
выявил особенности матричного участка петли
гистерезиса, с одной стороны, и участка, обуслов¬
ленного капиллярными силами, с другой сторо¬
ны. Капиллярный гистерезис зависит не от взаи¬
модействия поверхности твердой фазы и паров
воды, а от взаимодействия паров воды с водой ка¬
пиллярных менисков. Следовательно, адсорбци¬
онный гистерезис можно рассматривать как сум¬
му двух составляющих: вода - вода (капилляр¬
ный) и вода - поверхность (матричный).
Рис. 1. Площадь петли гидросорбционного гистерези¬
са минералов (7 - каолинит, 2 - каолинит + 20% слю¬
ды, 3 - монтмориллонит, 4 - бентонит, 5 - гумбрин,
6 - мусковит, 7 - кварц) в зависимости от температу¬
ры их предварительной обработки 1 — 20, 2 — 100, 3 —
120°С.
Высокая корреляционная связь гистерезиса с
удельной поверхностью минералов с нерасширя-
ющейся кристаллической решеткой свидетельст¬
вует о преобладании здесь матричного гистерезиса.
А менее тесная связь с размерами поверхности, что
наблюдается в минералах с расширяющейся ре¬
шеткой, свидетельствует о важной роли также и
капиллярной составляющей адсорбционного гис¬
терезиса.
Таким образом, можно заключить, что гисте¬
резис в адсорбционной области относительных
давлений паров воды Р/Р0 от 0.1 до 0.99 отражает
структурные свойства минералов. Он тесно свя¬
зан с величиной удельной поверхности, которая
меняется на 10-50% от исходной. Такие значи¬
тельные колебания в размерах поверхности мо¬
гут быть вызваны ее химическими свойствами,
гидрофильностью воды, по адсорбции которой
ее определяли. Например, две поверхности,
одинаковые по геометрическим размерам, мо¬
гут существенно различаться по адсорбции воды:
гидрофобная поверхность, определенная по воде,
гораздо меньше, чем гидрофильная. Следова¬
тельно, вправе предположить, что разные обра¬
ботки минеральных образцов могут менять их ги¬
дрофобно-гидрофильные свойства.
Термообработка, как известно, ведет к появ¬
лению некоторой гидрофобности, поскольку ак¬
тивные центры поверхности, где “сидела” вода,
заполняются воздухом. И, во-вторых, адсорбиро¬
ванные молекулы воды - это гидрофильные цен¬
тры; их удаление может приводить к уменьше¬
нию общей гидрофильности. Однако подтверж¬
дением действительного изменения удельной
поверхности могут, быть результаты, определен¬
ные по сорбции нейтральных молекул, например,
по азоту. По данным Полякова с соавт. [8] пло-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ГИДРОСОРБЦИОННЫЙ ГИСТЕРЕЗИС В ПОЧВАХ
1127
Таблица 5. Гидросорбционные свойства почв
Горизонт,
глубина, см
Гумус, %
^общ
С
‘-'внут
С
ивнешн
*^гист» У*е*
(7 — 100 х 5гис/5„неш.
100 х у.е./м2
м2/г
Светло-каштановая почва
А пах, 15-20
2.1
122
62
60
1.04
1.73
В 1,35-40
1.4
91
37
54
0.81
1.50
Ск, 65-70
0.6
90
34
56
0.74
1.32
Сг, 120-130
0.2
98
40
58
0.78
1.34
Краснозем
А1, 5-15
5.1
146
16
130
1.99
1.53
В,35-40
1.4
137
п
126
1.62
1.29
С,135-140
0.8
135
24
111
1.19
1.07
Чернозем обыкно
венный
А1, 20-30
1.2
128
52
76
1.08
1.42
В 1,45-55
5.5
132
60
72
0.95
1.32
В2, 70-80
2.8
116
44
72
0.91
1.26
ВС, 90-100
1.5
103
40
63
0.76
1.21
С,135-145
0.8
105
54
51
0.75
1.47
Серая лесная почва
А пах, 10-15
2.3
55
30
35
0.47
1.34
ВЗ,120-130
0.4
90
42
48
0.59
1.23
ВС, 190-200
0.3
90
40
50
0.52
1.04
Дерново-подзолистая почва
А пах, 10-15
3.6
43
18
25
0.72
2.88
Е, 25-30
0.5
27
2
25
0.46
1.84
В,80-100
0.4
101
43
58
1.03
1.78
щадь поверхности, определенная по азоту, так
же, как и по адсорбции воды, изменялась в про¬
цессах насыщения минералов и почв другими ка¬
тионами. Все это действительно говорит в пользу
структурных изменений в минеральном образце,
которые происходят под воздействием обработок
(промывание на фильтре, диализ, взаимодействия
с водой).
Таким образом, для минералов выявлены сле¬
дующие закономерности: гистерезис зависит от
многократности циклов иссушения - увлажнения,
от вида обработки после насыщения, от темпера¬
туры предварительной обработки. Гистерезис
связан со свойствами минералов: с составом об¬
менных катионов, общей удельной поверхнос¬
тью, кристаллохимическими особенностями (же¬
сткой или расширяющейся кристаллической ре¬
шеткой).
5. Гидросорбционный гистерезис в
почвах в области (Р/Р0< 1). Для проведения
сравнительного анализа гистерезисных явлений в
минералах и почве были рассчитаны площадь
петли гистерезиса для почв (табл. 5).
Гистерезис в почвах слабо связан с общей
удельной поверхностью (Я2 = 0.59), однако тесно¬
та связи усиливается, если это внешняя поверх¬
ность (Я2 = 0.84). С внутренней поверхностью нет
никакой связи.
Для того чтобы учесть фактор поверхности,
гистерезис рассчитали на м2 по формуле: С =
= 10 2 • 5гис/5внеш.
Связь площади петли гистерезиса
с гумусом. Во всех почвах гистерезис <3 в гуму¬
совых горизонтах выше, чем в минеральных
(рис. 2), что говорит о заметном вкладе гумуса в
гистерезисные явления. Причем отмечается тес¬
ная связь гистерезиса с содержанием гумуса
(табл. 6), но она соблюдается только в пределах
одного почвенного профиля. Если исследовать
совокупность всех почв, то связи не отмечается
вовсе. Следовательно, гумус усиливает гистере¬
зис на фоне определенной минеральной матрицы,
и его влияние не перекрывает влияние минераль¬
ной матрицы. Поэтому связь гистерезиса с содер¬
жанием гумуса наблюдается только в пределах
одного почвенного профиля.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1128
ЗУБКОВА и др.
Рис. 2. Зависимость удельного гидросорбционного
гистерезиса от содержания гумуса в почвах: 1 - свет¬
ло-каштановой, 2 - красноземе, 3 - черноземе обык¬
новенном, 4 - серой лесной, 5 - дерново-подзолистой.
Например, связь гистерезиса с содержанием
гумуса самая высокая в черноземе (табл. 6) и от¬
сутствует в дерново-подзолистой почве, посколь¬
ку в черноземе однородная минеральная матрица,
а в дерново-подзолистых совершенно разная в
трех горизонтах: А1, Е (А2) и В [4]. Однако рас¬
чет удельного, то есть на единицу внешней по¬
верхности гистерезиса (табл. 6), переворачивает
результаты с точностью до “наоборот”: самая
тесная связь обнаруживается в дерново-подзолис¬
той почве и отсутствует в черноземе. Это может
означать следующее. Первостепенный фактор,
влияющий на гистерезис, - площадь удельной по¬
верхности, причем внешней. И только потом на
ее фоне проявляется влияние гумуса. Фактор
внешней поверхности перекрывает фактор гуму¬
са в гистерезисных явлениях. В дерново-подзоли¬
стых почвах внешняя поверхность преобладает
над внутренней. В черноземах внутренняя по¬
верхность превышает внешнюю. Однако их соот¬
ношение сильно варьирует в зависимости от не¬
которых допущений при расчете поверхности по
Фарреру и от состава обменных катионов.
При рассмотрении всех катион-замещенных
форм минералов как монтмориллонита, так и ка¬
олинита, связи гистерезиса с общей, внешней или
внутренней поверхностью не обнаруживается.
Вероятно, разные методы насыщения с последу¬
ющей обработкой минералов, а также влияние
содержания катионов и температуры усиливали
капиллярный гистерезис, уменьшая долю мат¬
ричного гистерезиса. Однако тесная связь с внеш¬
ней поверхностью выявляется для исходных ми¬
нералов, обменный комплекс которых не менял¬
ся, а также и для почв.
Таким образом, в почвенных образцах пло¬
щадь петли гистерезиса связана с внешней, а не с
внутренней поверхностью.
Влияние гумуса на гистерезис прослеживается
лишь на фоне однородной минеральной матрицы.
Для чернозема выявлена тесная связь площади
петли гистерезиса с содержанием гумуса (Я2 = 0.93)
и ее отсутствие в случае определения удельного
гистерезиса. Во всех остальных исследованных
почвах (дерново-подзолистая, краснозем, серая
лесная, светло-каштановая) наблюдалась тесная
связь удельного гистерезиса с содержанием гуму¬
са. Эта связь осуществляется на фоне минераль¬
ной матрицы, то есть связь с матричным гумусом.
А в черноземе особенность гумуса состоит в том,
что он создает свою развитую матрицу. Так, эф¬
фективная удельная поверхность гуматов Mg
(340 м2/г) и гуминовых кислот в 1.5 раза превы¬
шает поверхность гуматов Ыа, К, Са, Ре, А1 [5].
Поэтому она может регулировать сорбцию па¬
ров воды в почве независимо от минеральной
матрицы.
ВЫВОДЫ
1. Одним из факторов, включающим механизм
действия ряда экологических функций почв, мож¬
но считать процесс увлажнения - высушивания.
Таблица 6. Степень связи гистерезиса (£„,„,) и удельного гистерезиса (С) от содержания гумуса в почвах
Почва
5ГИсг (У-е-) И гумус (%)
С (10 2 х у.е./м2) и гумус (%)
уравнение линейной
зависимости
коэффициент
детерминации Я2
уравнение линейной
зависимости
коэффициент
детерминации Я2
Светло-каштановая
у = 0.14г + 0.7
0.75
у = 0.21л+ 1.2
0.92
Краснозем
у = 0.16л: + 1.2
0.82
у = 0.09л + 1.1
0.87
Чернозем
у = 0.05л: + 0.7
0.93
у = 0.01л + 1.3
0.03
Серая лесная
у =-0.04л + 0.6
0.62
у = 0.11л + 1.1
0.65
Дерново-подзолистая
у =-0.01л+ 0.8
0.01
у = 0.34л + 1.7
0.99
Для всех почв
у = 0.08л + 0.7
0.17
у = 0.04л + 1.4
0.03
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ГИДРОСОРБЦИОННЫЙ ГИСТЕРЕЗИС В ПОЧВАХ
1129
Он изменяет доступность для растений некото¬
рых питательных элементов и воды. Влияет на
эти экологические функции также катионный со¬
став почвенного поглощающего комплекса.
2. Одним из механизмов, влияющим на доступ¬
ность воды растениям, можно считать гидросорб¬
ционный гистерезис.
3. Гидросорбционный гистерезис в минералах
очень чувствителен к различным воздействиям:
он уменьшается с повышением температуры от
20 до 120 °С, в многократных циклах иссушения -
увлажнения, а также зависит от состава обмен¬
ных катионов и характера обработки минералов
в процессе получения катион-замещенных форм.
4. Площадь петли гистерезиса - характеристи¬
ка уже устоявшейся структуры, которая прошла
испытание различными воздействиями. Об этом
свидетельствует тесная связь гистерезиса с пло¬
щадью внешней удельной поверхности. Эта зако¬
номерность выявлена для почв и для исходных
минералов, которые не подвергались термообра¬
ботке и замещению другими катионами. Почва в
своем развитии проходила многократное воздей¬
ствие циклами иссушения - увлажнения, поэтому
гистерезис пришел к какой-либо постоянной ве¬
личине. И поэтому он может быть диагностичес¬
кой характеристикой почвы.
5. Катион-замещенные формы минералов, по¬
лученные насыщением исходных минералов ка¬
тионами из растворов солей, представляют собой
свежие неустоявшиеся системы, и их свойства мо¬
гут существенно отличаться от почвенных мине¬
ралов, которые выдержали проверку временем и
внешними воздействиями. Поэтому переносить
результаты модельных экспериментов с мине¬
ральными образцами на почву следует с учетом
фактора “старения осадка”.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Воронин АД. Структурно-функциональная гидро¬
физика почв. М.: Изд-во МГУ, 1984. 204 с.
2. Бреус И.П., Мищенко А.А., Неклюдов С.А., Бре¬
ус В А., Горбачу к В.В. Сорбция углеводородов
черноземом выщелоченным // Почвоведение.
2003. № 3. С. 317-327.
3. Добровольский Г.В., Никитин ЕД. Экологичес¬
кие функции почвы. М.: Изд-во МГУ, 1986. 136 с.
4. Зубкова ТА., КарпачевскийЛ.О. Матричная орга¬
низация почв. М.: Русаки, 2001. 296 с.
5. Лиштван И.И., Круглицкий Н.Н., Третинник В.Ю.
Физико-химическая механика гуминовых веществ.
М.: Наука и техника, 1976. 264 с.
6. Манучаров А.С., Харитонова Г.В., Черноморчен-
ко Н.И. Гидросорбционный гистерезис в циклах
иссушения - увлажнения глинистых минералов //
Почвоведение. 1998. № 8. С. 927-932.
7. Манучаров А.С., Черноморченко Н.И., Карпачев-
ский Л.О., Зубкова ТА., Костарев И.А. Влияние
обменных катионов на гидросорбционные свойст¬
ва минералов // Почвоведение. 2004. № 9. С. 1126-
1133.
8. Поляков Ю.А. , Иванов Д.Н., Зацепина Л.Н., Ор¬
лова Л.П. Влияние поглощенных катионов ко¬
бальта и меди на удельную поверхность некото¬
рых почв и минералов // Почвоведение. 1977. №11.
С. 87-91.
9. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. Вод¬
ные свойства почв и передвижение почвенной вла¬
ги. Л.: Гидрометиздат, 1965. Т.1. 664 с.
10. Савченко Е.Г. Воздействие высушивания и нагре¬
вания почв на подвижность питательных ве¬
ществ // Почвоведение. 2004. № 3. С. 322-331.
11. Тарасевич Ю.И., Овчаренко ЮД. Адсорбция на
глинистых минералах. Киев: Наукова Думка, 1975.
351с.
12. Харитонова Г.В., Манучаров А.С., Черноморчен¬
ко Н.И., Землянухин В.Н. Влияние обменных ка¬
тионов Ыа+, Mg2+ на поверхностные свойства гли¬
нистых минералов // Почвоведение. 2002. № 1.
С. 87-92.
13. Шваров А.П. Гистерезис зависимости капиллярно¬
сорбционного потенциала воды от влажности поч¬
вы. Дисс. ... канд. биол. н. М.: Изд-во МГУ, 1985.
107 с.
Hydrosorptive Hysteresis in Soils, Minerals, and Rocks
T. A. Zubkova, A. S. Manucharov, N. I. Chernomorchenko,
A. P. Shvarov, and I. A. Kostarev
The wetting-drying process is one of the factors activating the mechanisms of some ecological functions of
soils. It changes the availability of nutrients and water to plants. These ecological functions depend on the cat¬
ion composition of the soil exchange complex and the hydrosorption hysteresis. In minerals, the hysteresis is
very sensitive to various impacts: it decreases with increasing temperature from 20 to 120°C in repeated dry¬
ing-wetting cycles, and depends on the exchangeable cation composition and the processing of minerals in the
preparation of the cation-substituted forms. The hysteresis loop area characterizes the already stable structures,
which have been subjected to various impacts. These are soils and original minerals but not their cation-re¬
placed forms.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1130-1137
ФИЗИКА, БИОЛОГИЯ
И МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.46
РАКОВИННЫЕ АМЕБЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОЧВАХ
© 2005 г. А. А. Бобров
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 17.02.2005 г.
В более чем 500 образцах из 177 опорных почвенных разрезов и олиготрофных болот определено
463 вида и внутривидовых формы тестацей. Представители 9 родов впервые найдены на территории
России. Для почвенных горизонтов предложены понятия средней видовой насыщенности и предель¬
ного числа видов. Показано, что средние значения числа видов и пределы их изменений для основ¬
ных почвенных горизонтов имеют свои характерные значения. Выделены доминантные группы те¬
стацей в почвах с типом гумуса мор, мор-модер и мюлль. Число видов-доминантов в почвах с гру¬
бым гумусом выше почти на порядок, чем в почвах с мягким гумусом. Видовое богатство
раковинных амеб зависит и от гранулометрического состава почв - в суглинистых почвах оно суще¬
ственно выше, чем в песчаных. Плотность тестацей в почвах может превышать 130 тыс экз. в 1 г
абсолютно сухой почвы. Максимум плотности приходится на ферментативный и гумусовый слои
подстилки. Второй максимум тестацей отмечается в гор. Bhf. Существенна роль раковинных амеб
в процессах биоаккумуляции кремния; в ферментативном слое подстилки они могут за 100 лет ак¬
кумулировать до 6% от твердой фазы почв диоксида кремния.
ВВЕДЕНИЕ
Общепризнанной в настоящее время в эколо¬
гии и почвоведении признается важная роль поч¬
венных простейших в функционировании назем¬
ных экосистем и, в частности, почв. Значитель¬
ный вклад в изучение почвенных простейших
внесла кафедра географии почв факультета поч¬
воведения МГУ, в частности Ю.Г. Гельцер и его
ученики. Эти работы в конце 60-х - начале 70-х
годов прошлого века были поддержаны Г.В. Доб¬
ровольским, бывшим продолжительное время за¬
ведующим кафедрой географии почв. Наиболее
изученной группой почвенных простейших сего¬
дня следует признать группу раковинных амеб.
Основная причина этому - возможность их изуче¬
ния прямыми микроскопическими методами и та
роль, которую они играют в трофических сетях, а
также возможность использования раковинных
амеб в целях биоиндикации. Их биоиндикацион-
ное значение получило признание в качестве са¬
мостоятельного палеоэкологического метода -
ризоподного анализа. Цель настоящей публика¬
ции - показать общие закономерности распреде¬
ления раковинных амеб в почвах.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Пробы в виде водной суспензии пропускались
через сито с ячейками 0.5 мм и центрифугирова¬
лись. К капле суспензии на предметном стекле до¬
бавлялся глицерин. Препараты просматривались
полностью на световом микроскопе при увеличе¬
ниях х200 и х400. Среднее количество просмот¬
ренных препаратов из одной пробы - 5. Объем
выборки в среднем составил 300 экз.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ видового состава и структуры сооб¬
ществ раковинных амеб почв проведен на основе
исследования 425 образцов из 177 опорных поч¬
венных разрезов - естественных и антропогенно-
нарушенных местообитаний; а также из олигот¬
рофных торфяных почв на территории Европей¬
ской и Канадской областей Голарктики (150 по¬
верхностных образцов олиготрофных и мезот-
рофных болот). Диапазон pH водного
исследованных почв с гумусом типа мор, мор-мо-
дер (суглинки) составил 4.0-5.0; мор (пески)-4.3-
5.7; мюлль (широколиственный лес) - 5.0-7.0;
мюлль (степь) - 7.0-7.5.
ПОЧВООБИТАЮЩИЕ РАКОВИННЫЕ
АМЕБЫ И ИХ РОЛЬ
В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ПОЧВ
Раковинные амебы, клеточное строение кото¬
рых сходно с голыми формами, состоят из фрак¬
ций подклассов Testacealobosia и Testaceafilosia
надкласса Rhizopoda подтипа Sarcodina, типа Sar-
comastigophora и представляют собой гетероген¬
ный полифилетический комплекс. Они населяют
водные (морские и пресноводные), болотные и
почвенные местообитания. Самые ранние наход¬
ки тестацей были сделаны в образцах янтаря и от¬
носились к триасу - 220-230 млн. лет и мезозою -
ИЗО
РАКОВИННЫЕ АМЕБЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОЧВАХ 1131
100 млн. лет [17,20]. Раковинные амебы входят в
состав фауны почвенных простейших и как часть
почвенной фауны стали объектом изучения с на¬
чала 50-х годов.
В начале 80-х годов прошлого века почвенных
раковинных амеб по инициативе и при участии
Ю.Г. Гельцера стали изучать на кафедре геогра¬
фии почв Московского университета и в лабора¬
тории почвенной зоологии ИЭМЭЖ. В 70-х и
80-х годах по этой группе почвенных животных
были защищены кандидатские диссертации Кор-
гановой [7], Алексеевым [1]. Обширный матери¬
ал по фауне и экологии почвенных раковинных
амеб в 1997 г. был представлен и успешно защи¬
щен в качестве докторской диссертации Коргано-
вой. По ее данным [8] систематический список ра¬
ковинных амеб превышает две тысячи видов, из
которых более двухсот отнесено к облигатным
педобионтам.
Раковинных амеб от других групп простейших
отличает наличие раковинки. Типы раковинок: а)
чисто органические (протеиновые), б) раковинки
с эндогенными, синтезированными самой клет¬
кой частицами (идиосомами) из аморфного диок¬
сида кремния, реже из фосфата кальция, в) с аг¬
глютинированными экзогенными минеральными
частицами (ксеносомами), органическим детри¬
том, идиосомами других раковинок, панцирями
диатомовых водорослей и др.
В качестве пищевых объектов выступают в
основном бактерии, грибы, актиномицеты и во¬
доросли, также более мелкие раковинные амебы,
голые амебы, коловратки, нематоды. Было уста¬
новлено, что такие виды, как Nebela (Apodera) vas
и Difflugia lanceolata [22] способны использовать
нематод из родов Ciaríais, Torblirus, Jotonchus,
Cobbonchus, Dorylaimus и Plectus в качестве источ¬
ника питания. Предполагается, что виды из родов
Bullinularia, Centropyxis, Cyclopyxis, Trigonopyxis и
др. могут питаться детритом и частичками гумуса.
В свою очередь раковинные амебы служат пище¬
выми объектами для олигохет, тихоходок, инфу¬
зорий, голых амеб и нематод.
Основные факторы, определяющие состав со¬
обществ раковинных амеб, - водный режим, pH,
содержание минеральных веществ и кислорода,
температура, освещенность, наличие строитель¬
ного материала для формирования раковинки и
наличие источника питания (микро- и альгофло-
ры) [15]. Наличие материала для строительства
раковинок также имеет важное значение [14].
Обзор адаптивных морфологических особен¬
ностей почвенных видов приведен Коргановой
[6]. Среди адаптаций были выделены - форма,
размер раковинок, расположение, строение и раз¬
мер псевдостома, внешние выступы (иглы, ши¬
пы), наличие плоской вентральной подошвы, об¬
разование временной оболочки (предцисты).
Число видов в почвах варьирует в пределах от
24 в дерново-подзолистой почве березняка до 58 в
подзолистой ельника и 68 в дерново-глеевой ме-
зотрофного болота [7]. В болотных почвах обна¬
руживается от 16 видов в сосняке кассандрово-
сфагновом до 71 вида в ельнике зеленомошно-
осоково-сфагновом [1]. В недиффенцированных
подстилках оно доходит до 34, в дерновом гори¬
зонте до 35, в листовом слое подстилки может до¬
стигать 27 видов и в гумусовом слое до 34 [9].
Для грубого гумуса хвойных лесов характер¬
ными являются виды таких родов, как Assulina,
Corythion, Nebela и некоторые Plagiopyxis [12, 15,
19]. Мягкий мюллевый гумус лиственных лесов
служит средой обитания Centropyxis elongata и
С. platystoma [7, 19]. Приведенные выше законо¬
мерности позволили выделить собственно эдафи-
ческий комплекс тестаций, состоящий из шести
массовых родов - Centropyxis, Cyclopyxis, Plagiopy¬
xis, Euglypha, Trinema, Corythion [7].
С помощью факторного анализа Боннэ [13]
показал существование кальцефильных видов, в
первую очередь это относится к Geopyxella sylvi-
cola, Bullinularia gracilis, Pseudoawerintzewia cald¬
cóla. Шенборн [19], изучив фауну тестацей лес¬
ных почв, установил, что для различных форм гу¬
муса характерны свои особые группы видов. Так,
для кислых трудно разлагаемых форм гумуса -
Plagiopyxis declivis, Trigonopyxis arcula и виды из
родов Assulina и Corythion. Однако значительное
число видов тестацей индифферентно по отноше¬
нию к той или иной форме гумуса.
Плотность тестацей в почвах изменяется в ши¬
роких пределах в зависимости от типа почвы и се¬
зона. По данным Коргановой [8] максимальные
значения - свыше 200 тыс. экз/г абсолютно-сухо¬
го субстрата - в моховых кочках на вулканичес¬
ких островах Тихого океана; минимальные значе¬
ния отмечены в степях и латеризированных тро¬
пических почвах - сотни экз/г. Значительно
меньшие цифры приводит Алексеев [1] для бо¬
лотных почв - до 12 тыс. экз/г, что соответствует
данным Хила [15] и Майстерфелда [16] и на поря¬
док выше, чем у Шенборна [18]. Плотность рако¬
винных амеб в почвах с сырым гумусом всегда в
несколько раз выше, чем с мягким. Описанная за¬
кономерность отличает раковинных амеб от ос¬
тальной почвенной фауны, плотность которой,
наоборот, при переходе от мягкого гумуса к сы¬
рому снижается.
Длительное время считали, что биомасса ра¬
ковинных амеб в почвах невелика. Например, по
данным Коргановой [8] она составляет 2 г/м2 на
обитаемый слой дерновой почвы суходольного
луга, а в болотных почвах варьирует в зависимос¬
ти от условий от 0.1 до 4 г/м2 [1,15,16]. Но прове¬
денные в последние годы в университете г. Гиссе¬
на (Германия) исследования [21] показали, что их
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1132
БОБРОВ
Таблица 1. Биомасса различных групп почвенной биоты (%) в различных почвах хвойных лесов Европы [21]
Почвенная биота
Дерновая почва на
песке, Pinus sylvestris,
Picea abies
(Северная Швеция)
Иллювиально-желези¬
стый подзол на легком
суглинке, Picea abies
(Южная Швеция)
Подзол на супесча¬
ных отложениях,
Picea abies,
(Германия)
Бурозем типичный
грубогумусный,
Picea abies
(Франция)
Бактерии
5.1
Микрофлора
6.9
4.1
11.4
Грибы
91
86
82
79
Раковинные амебы
2.3
Микрофауна
6.1
9.9
5.6
Нематоды
0.233
0.08
0.131
0.11
Клещи
0.33
Мезофауна
0.58
0.95
0.48
Коллемболы
0.603
0.802
3.517
3.191
Энхитреиды
0.1
0.4
1.9
1.8
Вся биомасса, С, кг/га
476
357
469
538
Таблица 2. Таксономический состав раковинных амеб
исследованных местообитаний (в скобках указано чис¬
ло видов, нуждающихся в дополнительных таксономи¬
ческих исследованиях)
Род
Число
Род
Число
видов
видов
Are ella
23(1)
Lesqueruesia
3
Bullinularia
4
Cucurbitella
2(1)
Centropyxis
99(8)
Cyphoderia
1
Paracentropyxis
1
Quadrulella
2
Edaphonobiotus
1
Paraquadrula
1
Hoogenraadia
2(1)
Phryganella
7
Planhhoogenraadia
3(1)
Valkanovia
1
Cyclopyxis
21(3)
Assulina
4
Pseudoawerintzewia
1
Euglypha
36(1)
Geopyxella
2
Euglyphella
1
Schwabia
2
Heteroglypha
1
Geamphorella
1
Tracheleuglypha
4
Distomatopyxis
1
Placocista
4(1)
Trigonopyxis
5(1)
Sphenoderia
3(1)
Awerintzewia
1
Wailesella
1
Plagiopyxis
25(7)
Corythion
6
Proplagiopyxis
1
Playfairina
1
Heleopera
14(4)
Trinema
18
Hyalosphenia
8
Cryptodifflugia
1
Nebela
32(3)
Difflugiella
15(5)
Schoenbomia
4(2)
Pseudodifflugia
4(1)
Difflugia
89(3)
Amphitrema
3
Lagenodifflugia
1
Testacea sp.
2
Netzelia
3
Всего видов и внутриви¬
Pontigulasia
6(1)
довых таксонов из них
spp. 45
участие в цикле углерода в почвах весьма значи¬
тельно (таблЛ). Так, например, в почвах хвойных
лесов они по биомассе занимают устойчивое тре¬
тье место, сравнимое с вкладом почвенных бакте¬
рий.
Вертикальное распределение раковинных
амеб обусловлено содержанием гумуса, развитос¬
тью аккумулятивных горизонтов, качеством и ко¬
личеством органического вещества, поступаю¬
щего в почву с растительным опадом [4]. Макси¬
мальное видовое богатство тестацей отмечается в
гор. АОА1. В пределах гор. А1 и А2 фауна рако¬
винных амеб обедняется.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
РАКОВИННЫХ АМЕБ В ПОЧВАХ
Состав фауны почвенных рако¬
винных амеб. Состав фауны той или иной
группы организмов представляет собой одну из
характеристик биологического разнообразия и
является важнейшим экологическим показате¬
лем местообитаний. Таксономические списки яв¬
ляются также основой для оценки разнообразия
самих местообитаний и исторических процессов
формирования фауны регионов.
Список раковинных амеб, населяющих иссле¬
дованные местообитания (постлитогенные и ор¬
ганогенные почвы, включая палеоценозы),
включает 463 вида, вариетета и формы из 47 ро¬
дов 17 семейств (табл. 2). Около 10% от списка
или 45 форм тестацей нуждается в дополнитель¬
ных таксономических исследованиях.
Наиболее массовые рода - DiJflugia, Сетгорух-
¿у, АгсеИа, СусЬрухм, Р1а^юрух18, ЫеЬе1а, Ещ1урИау
Тгтета. Значительную часть в таксономическом
списке занимают виды из родов Dijflugia и Септ-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
РАКОВИННЫЕ АМЕБЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОЧВАХ 1133
Таблица 3. Среднее число видов раковинных амеб в почвенных горизонтах (ненарушенные почвы)
Показатель
Горизонт
01
02
03
А1
А1В
А2Ь(
Среднее
26
26
22
13
6
6
9
Минимум/максимум
16/53
11/46
11/48
3/29
1/12
2/14
1/16
вруод, входящие в состав палеоценозов озерной и
болотной стадий формирования болотных экоси¬
стем. Представители 9 родов впервые найдены на
территории России - Р1ау/шппа, ЕйаркопоЫоШз,
Paraquadrulla, Hoogenraadia, PlanhoogenraadiaJ
О'тотагорумБ, Lagenodifflugia, Ргор1а^юрух1зу
РагасеШгорух1з.
Оценка разнообразия раковинных амеб в раз¬
личных местообитаниях - почвах, почвенных го¬
ризонтах, синузиях мхов, показывает, что число
видов в них имеет некоторые предельные значе¬
ния.
Для анализа этого явления предлагается поня¬
тие средней видовой насыщенности, соответст¬
вующее среднему числу видов для определенного
типа местообитаний. В табл.З показаны средние
значения числа видов и пределы их изменений для
основных почвенных горизонтов ненарушенных
органо-минеральных почв.
Среднее число видов в листовом слое подстил¬
ки практически в 2 раза выше, чем в гумусово-ак¬
кумулятивном горизонте. Верхние пороговые
значения, которые говорят о предельном числе
видов при насыщении видами этих горизонтов
почв, также различаются примерно в 2 раза - 53 и
29 видов соответственно. Нижние пороговые зна¬
чения могут принимать нулевые значения, явля¬
ясь отражением неблагоприятных условий.
Другой важной характеристикой разных типов
местообитаний является предельное число видов,
найденных в этих местообитаниях. Если среднее
значение характеризует в общем смысле соответ¬
ствие экологических условий конкретных типов
местообитаний экологическим преферендумам
видов, то предельное число видов, встреченных в
этих местообитаниях, является следствием разно¬
образия определенного типа местообитаний (би-
отопического разнообразия, например слоя Б или
гор. А1), географических особенностей, связан¬
ных с разнообразием почвообразующих пород,
экосистем, историческими процессами формиро¬
вания территорий, процессов случайного заноса и
т.д. Оно может быть важным источником инфор¬
мации о различиях экологических условий в одно¬
типных местообитаниях и служить одним из пока¬
зателей в их детальной экологической типологии.
Эти два понятия отличаются от понятия числа
видов, обнаруженных в конкретной пробе, ха¬
рактеризующего видовое богатство данного мес¬
тообитания.
Высокое видовое разнообразие раковинных
амеб, которое характерно для листового слоя
подстилки и гор. А1 органо-минеральных почв,
обусловлено их особенностями как определен¬
ных типов местообитаний. Видовое разнообразие
тестацей или общее число видов, найденных во
всех пробах из гор. А1, в целом несколько выше,
чем в опаде, хотя их среднее число (средняя видо¬
вая насыщенность) для гумусово-аккумулятивно¬
го горизонта значительно ниже (рис. 1). Подстил¬
ка, особенно слой опада, в почвах, в первую оче¬
редь с мягким, мюллевым типом органического
вещества нередко представляет собой эфемерное
образование. Часто слой опада лежит непосред¬
ственно на гумусово-аккумулятивном горизонте
и из него тестацей беспрепятственно попадают в
верхний слой гор. А1. На поверхности гор. А1 они
оказываются и при минерализации опада. Таким
образом, сообщество раковинных амеб верхнего
слоя гумусово-аккумулятивного горизонта посто¬
янно пополняется видами, населяющими подстил¬
ку. И наоборот, попадание террообионтных ви¬
дов из гор. А1 в подстилку затруднено. Это может
быть одним из объяснений большого числа видов
в систематическом списке раковинных амеб орга¬
но-минеральных горизонтов при низком видовом
богатстве в конкретных местообитаниях. Умень¬
шение числа видов от подстилки к гумусовому
слою объясняется близкими причинами - при
Число видов амеб
Рис. 1. Предельное (суммарное) число видов раковин¬
ных амеб, обнаруженных в исследованных почвен¬
ных горизонтах (А1, п = 180; АОА1, п = 141; О, п = 142;
01, п = 104; 02, п = 38; 03, п = 21).
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1134
БОБРОВ
расселении простейшие в первую очередь попа¬
дают в листовой слой подстилки. Гетерогенность
опада как среды обитания, если рассматривать в
целом все типы подстилок, выше, чем гумусового
гомогенизированного слоя. Это также может
быть одной из причин высокого видового богат¬
ства тестацей в слое опада.
При существующих пороговых значениях чис¬
ла видов в различных местообитаниях состав ви¬
дов может меняться при значительном видовом
сходстве таксономического ядра сообществ. Это
факт, широко известный в экологической лите¬
ратуре, был отмечен и для сообществ почвенных
раковинных амеб [2, 8]. Таксономический список
обнаруженных видов в горизонтах (предельное
число видов) превышает среднее число видов в
подстилке примерно в 4 раза и в 9 раз - в гумусо¬
во-аккумулятивном горизонте. Связано это в пер¬
вую очередь с разнообразием микроместообита¬
ний, которых в подстилке значительно больше
из-за ее большей пространственной микронеод¬
нородности.
Насыщение особями и видами экосистем мо¬
жет ограничиваться по Пианка [10] хищниками,
открытостью экологических систем и запаздыва¬
нием реакции популяций на изменения физичес¬
кой среды. Пространственная неоднородность,
которая может влиять на видовое насыщение
биотопов, непосредственно связана с разнооб¬
разием и доступностью пищевых ресурсов. По
расчетам Бурковского [3], проведенным для сво-
бодноживущих инфузорий, последовательное до¬
бавление в сообщество новых видов (в интервале
от 1 до 12) приводит к увеличению общего пере¬
крывания пищевых спектров в среднем на 3%, а
полное перекрывание достигается при 32-36 ви¬
дах. Безусловно, баланс видов - это динамичная в
пространстве и времени равновесная характерис¬
тика биотопа.
Особенность ризоподного анализа состоит в
том, что практически во всех экологических ра¬
ботах анализ структуры сообществ проводится с
учетом живых особей и пустых раковинок, так
как учитываются все раковинки. Поэтому вели¬
чина видового насыщения представляет собой ин¬
тегральный показатель, характеризующий сооб¬
щество тестацей и экотоп в целом. Ценоз почвен¬
ных простейших в какой-то степени представляет
собой пул одноклеточных животных, части кото¬
рого в зависимости от конкретных реализован¬
ных условий включаются в функционирование
экосистемы (эксцистируются) или наоборот пе¬
реходят в состояние покоя (инцистируются). Этот
пульсирующий функциональный режим характе¬
рен, вероятно, для всех одноклеточных организ¬
мов в почве и не исключено, что он ответственен
частично и за представление о простейших как
эврибионтах.
Органическое вещество почв и
раковинные амебы. Доминант по Трассу
[11] - это вид, который интенсивнее других ис¬
пользует условия экотопа и активнее по сравне¬
нию с другими видами участвует в круговороте
веществ в экосистеме и занимает больший гипе¬
робъем ниши. При этом он нередко бывает сте-
нотопным. Это одна из основных причин, по ко¬
торой анализ сообществ раковинных амеб в на¬
стоящей статье проведен на основе доминантных
групп раковинных амеб в почвах. Вторая причина
- невозможность приведения видовых списков в
настоящей статье из-за их обширности.
Доминантная группа раковинных амеб почв с
гумусом типа мор, мор - модер очень разнообраз¬
на и в нее входят 63 вида и инфравидовых форм,
относящихся к 18 родам: Arcella, Bullinularia, Trig-
onopyxis, Centropyxis, Cyclopyxis, Plagiopyxis, Hele-
opera, Hyalosphenia, Nebela, Schoenbornia, Phryga-
nella, Edaphonobiotus, Assulina, Euglypha, Trache-
leuglypha, Corythion, Trinema, Difflugiella.
Доминантная группа раковинных амеб почв с
мюллевым типом гумуса состоит всего из 9 видов,
вариететов и форм, относящихся к 6 родам: Cen¬
tropyxis aerophila var. minima, C. cordiformis, С.
halophila, Cyclopyxis cylindris, Geopyxella sylvatica,
G. sylvatica var. globulosa, Schwabia globulosa, Eug¬
lypha umbiculata, Cryptodifflugia compressa.
Для всех почв за исключением мюллевых ха¬
рактерны свои доминантные группы. Серые лес¬
ные почвы отличаются обедненностью видового
состава и отсутствием среди доминантов видов,
специфичных для данного типа почв. Объясняет¬
ся это, по-видимому, отсутствием развитой под¬
стилки, то есть отсутствием ниш для большой
группы подстилочных видов.
Выделяются виды раковинных амеб доми¬
нантной группы почв Русской равнины, толерант¬
ные к характеру органического вещества: Centro¬
pyxis aerophila, С. sylvatica, С. sylvatica var. minor,
Cyclopyxis kahli, Plagiopyxis callida, P. declivis,
P. minuta, P. oblonga, P. penardi var. oblonga, Eug¬
lypha laevis, Trinema lineare. Эти виды или, по
крайней мере, большую часть из них можно отне¬
сти к эудоминантам. Их индикационное значение
очень низкое, они, как правило, эвритопны и рас¬
пространены чрезвычайно широко. Влияние ха¬
рактера органического вещества почв на населе¬
ние раковинных амеб носит сложный характер
и связано с характером опада, pH, грануломет¬
рическим и минералогическим составом почв,
ее гидротермическим режимом, особенностями
трофических сетей и т.д. Но это удобная харак¬
теристика, поскольку она является интеграль¬
ным показателем функционирования большин¬
ства наземных экосистем, в том числе и типа
фитоценоза.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
РАКОВИННЫЕ АМЕБЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОЧВАХ
1135
Гранулометрический состав. Фак¬
торы, определяющие разнообразие ризопод в
почвах, различны. Среди них выделяется кроме
органического вещества также и гранулометри¬
ческий состав. Например, видовое разнообразие
раковинных амеб в песчаных почвах сосновых ле¬
сов в среднем составило 30 видов, достигая в от¬
дельных случаях 56 видов. В почвах ельников на
суглинистых породах видовое разнообразие в
среднем почти в два раза выше - 55 видов. Макси¬
мальное значение видового богатства раковин¬
ных амеб в ельнике неморально-кисличном равно
72 видам и внутривидовым формам (ЦЛБГЗ,
Тверская обл.). Число видов в пробах гор. О +
А1А2 (170 проб) иллювиально-железистого под¬
зола (сосняк бруснично-вересково-лишайнико¬
вый) менялось в пределах от 16 до 25.
Как характерные для песчаных почв выделе¬
ны 15 видов и инфравидовых форм (предельное
число видов - 93 вида, вариетета и формы), для
суглинистых - 48 видов (предельное число ви¬
дов - более 150 видов и внутривидовых форм).
Значительную долю среди населения суглини¬
стых почв составляют виды из сфагново-моховой
группы, гидро- и гигрофилы, а также виды, пред¬
почитающие слабокислую и околонейтральную
реакцию среды. Во многом особенности структу¬
ры сообществ раковинных амеб в почвах с раз¬
ным гранулометрическим составом связаны с ти¬
пом органического вещества, особенностями их
физических свойств, гидрологическим режимом
и богатством местообитаний.
Почвенный горизонт. Профильное
распределение числа видов раковинных амеб и их
плотности чаще всего относится к аккумулятив¬
ному типу и совпадает с профильным распределе¬
нием в почве гумуса, то есть максимальные значе¬
ния этих характеристик приурочены к верхней час¬
ти профиля. Нарушения этой закономерности
связаны с иллювиально-гумусовыми процессами,
например в иллювиально-железистых подзолах и
иллювиально-гумусовых подбурах в гор. ВЫ; а так¬
же в пирогенных горизонтах, обогащенных органи¬
ческим веществом, происходит увеличение плотно¬
сти населения простейших и, реже, числа видов.
В подстилках лесотаежных почв максимальная
плотность раковинных амеб приурочена к фер¬
ментативному и гумусовому слоям и может дости¬
гать 134.800 экз/г абсолютно сухой почвы (палево¬
подзолистая почва). В почвах широколиственных
лесов и степей максимум плотности был отмечен
в верхних подподстилочных 0-1 см и 0-5 см гуму¬
сово-аккумулятивного горизонта и не превышал
десятка тысяч экз/г сухой почвы.
Число видов эудоминантной группы (доля
>30%) в разных почвенных горизонтах состави¬
ло: 01 - 24; 02 - 33; 03 - 20; АОА1 - 13; А1 - 8.
В эудоминантную группу раковинных амеб, обна¬
руженных в большинстве почв и практически во
всех почвенных горизонтах входит 6 видов - Сеп-
tropyxis sylvatica, Schoenbornia humicola, Phryganel-
la acropodia, Trinema complanatum, Г. lineare, Eug-
lypha laevis.
Существуют видовые группы, характерные
для отдельных почвенных горизонтов. Так, сфаг¬
ново-моховая группа простейших (основная часть
видов из родов Assulina, Nebela, Corythion, Eug-
lypha и др.) приурочена к гор. Tv, 01 и частично к
ферментативному слою. Гор. 01 и 02 населяют
виды из родов Centropyxis, Trigonopyxis, Assulina,
Cyclopyxis, Tracheleuglypha, Nebela, Trinema,
Corythion, Euglypha, Difflugiella, Valkanovia, Heleop-
era. Гумусово-аккумулятивный горизонт отличает
комплекс эври- и педобионтных видов из родов Eu¬
glypha, Trinema, Cyclopyxis, Centropyxis, Plagiopyxis.
Стратиграфия почвенных горизонтов отража¬
ет стадийность переработки органического веще¬
ства почвы [5]. В связи с этим каждый почвенный
горизонт и слой подстилки представляет собой
самостоятельный горизонт, так как для него ха¬
рактерны свои условия и свой комплекс живых
организмов, и в то же время он генетически и
функционально связан и взаимозависим с другими
горизонтами. Для раковинных амеб, как малопо¬
движных или прикрепленных организмов, каждый
почвенный горизонт по сути самостоятельная среда
обитания. Традиционный подход описания населе¬
ния простейших всей почвы в целом без разделения
на почвенные горизонты правомочен при фаунис-
тических работах, но малоинформативен при эко¬
логических исследованиях. Он представляет собой
методическую кальку с описания почвенной мезо-
фауны, когда население почвы учитывается в про¬
бах, взятых с шагом в 10 см или на всю глубину
встречаемости. Подобный тип описания нередко
игнорирует сложную структурно-функциональ¬
ную организацию почвы и оправдан главным об¬
разом для подвижных организмов.
Участие в процессах биоминера¬
лизации. Раковинным амебам принадлежит
важное место в процессах минерализации, проте¬
кающих в наземных экосистемах и, в частности, в
почвах. Значителен вклад тестацей в синтез диок¬
сида кремния (рода Euglypha, Trinema, Corythion и
др.) и в меньшей степени фосфата кальция (род
Paraquadrulla, Cryptodifflugia compressa).
Процессы биологического синтеза диоксида
кремния раковинными амебами в почвах идут в
основном в подстилках (рис. 2) лесных почв (глав¬
ным образом, в ферментативном слое). В органо¬
генных горизонтах лесотаежных грубогумусных
почв слой опада, ферментативный и собственно
гумусовый слои населены в основном раковинны¬
ми амебами, способными к биосинтезу аморфно¬
го диоксида углерода. В первую очередь это отно¬
сится к населению ельника сфагново-черничного,
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1136
БОБРОВ
Среднее значение доли тестацей, %
Рис. 2. Средние значения доли тестацей с раковинка¬
ми из биогенного диоксида кремния (%) в различных
горизонтах почв. Ту (п = 115), 01 (п = 34), 02(п = 30),
03 (п = 28), АОА1 (п = 12), А1 (п = 30), В (п = 22).
где доля этой группы тестацей в ферментативном
слое достигает 74%. В сложных неморальных ель¬
никах их доминирование сохраняется - 55-64%.
Учитывая значительное число генераций за вегета¬
ционный период (до 10) и высокую плотность теста¬
цей в органогенных горизонтах (до десятков и сотен
тысяч раковинок в 1 г абсолютно сухого субстрата),
можно высказать предположение о значительном
вкладе этой группы простейших в биологическую
трансформацию и синтез минералов (биогенного
диоксида кремния) в почвах.
Особенно он заметен в почвах таежно-лесных
экосистем, в отдельных горизонтах которых доля
простейших с раковинками из биогенного аморф¬
ного кремнезема согласно проведенным расче¬
там достигает 90, а в гор. Ту - 99% при средней
плотности несколько тысяч и десятков тысяч эк¬
земпляров на 1 г абсолютно сухой почвы. Как по¬
казали расчеты с учетом плотности тестацей и
числа генераций за вегетационный период, масса
диоксида кремния, вовлеченная этой группой од¬
ноклеточных животных в биологический цикл в
ферментативном слое подстилки подзолистой
почвы за 100 лет, может составлять ориентиро¬
вочно около 6 % от твердой фазы почвы.
По меньшей мере, есть две причины, объясня¬
ющие столь сложную картину экологической
структуры сообществ раковинных амеб в почвах.
Первая заключается в особенностях организации
самой почвы, включающей в себя целый спектр
экологических условий. Их разнообразие обус¬
ловлено чрезвычайно широкой амплитудой гид¬
рологических режимов почв от автоморфных ме¬
стообитаний в почвах сухих степей до гидроморф-
ных в болотных экосистемах. Вторая причина
заключается в экологической пластичности зна¬
чительного числа видов тестацей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список видов и внутривидовых таксонов рако¬
винных амеб постлитогенных почв на террито¬
рии Голарктики, по-видимому, находится в преде¬
лах трехсот таксонов. С учетом населения орга¬
ногенных почв эта цифра может быть увеличена
на несколько десятков видов и форм. При сравне¬
нии видовых списков раковинных амеб разных
областей Голарктики видно, что большая часть
эвризональных видов имеет также и трансго¬
ларктическое распространение. С точки зрения
биогеографии изученность населения почвенных
раковинных амеб все еще находится в начальной
стадии. Существуют целые географические реги¬
оны, представляющие “белые пятна” на террито¬
рии России в отношении изученности населения
почвенных тестацей - Западная и Восточная Си¬
бирь, север и юг Русской равнины.
Разнообразие раковинных амеб, населяющих
почвы, зависит от характера органического ве¬
щества - оно выше в почвах с гумусом типа мор и
мор - модер. Влияние гранулометрического со¬
става почв на видовой состав и плотность рако¬
винных амеб обусловлено особенностями органи¬
ческого вещества, гидрологического режима и
трофностью местообитаний песчаных и суглини¬
стых почв. Профильное распределение раковин¬
ных амеб зависит от характера распределения ор¬
ганического вещества в профиле почв и характе¬
ризует сукцессионные стадии минерализации и
перемещения органического вещества в профиле
почв - дифференцированные подстилки, гумусо¬
во-аккумулятивные и иллювиальные гумусово¬
железистые горизонты.
Вероятно, некоторые виды раковинных амеб
имеют ограниченное распространение, обуслов¬
ленное литогенным фактором, например виды
сухостепной зоны - Centropyxis halophila, Geopy-
xella sylvicola v. globulosa, Schwabia globulosa. Чис¬
ло обитателей гемиэдафона достаточно велико и
отсутствие грубогумусных кислых почв в зонах
широколиственных лесов, лесостепей и степей
резко уменьшает систематический список рако¬
винных амеб и их разнообразие за пределами та¬
ежно-лесной зоны. В первую очередь исчезают
виды из родов Heleopera, Hyalopshenia, Nebela.
Малоизученной и недооцененной остается
роль раковинных амеб в трофических цепях, а
следовательно, и в цикле углерода. Не исключе¬
но, что вклад почвенных простейших, в том числе
и раковинных амеб, в биогеохимический цикл уг¬
лерода в почвах с учетом числа их генераций вы¬
ше, чем других групп почвенных животных.
Одна из важных функций раковинных амеб - во¬
влечение кремнезема в форме монокремниевой
кислоты из почвенного раствора в биогеохимичес¬
кий цикл кремния наряду с растениями и диатомо¬
выми водорослями. Доля простейших с кремнезе¬
мистыми раковинками в сообществе в фермента¬
тивном слое подстилки подзолистой почвы
составляет до 90%. Одной из будущих задач пред¬
ставляется анализ масштабов аккумуляции биоген¬
ного диоксида кремния тестацеями в разных типах
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
РАКОВИННЫЕ АМЕБЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПОЧВАХ
1137
почв и оценка их вклада в процессы биогеохимиче-
ского выветривания в современных почвах.
Высок и биоиндикационный потенциал рако¬
винных амеб, который должен базироваться на
данных количественной экологии. Примером
этому могут служить публикации последних деся¬
ти лет, в которых успешно решены подобные
подходы в применении к палеоэкологической ре¬
конструкции динамики гидрологического режи¬
ма озерно-болотных экосистем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев Д.В. Раковинные амебы почв болотных
лесов северной подзоны европейской тайги. Авто-
реф. дис...канд. биол. н. М., 1984. 16 с.
2. Бобров А А. Видовое разнообразие раковинных
амеб СProtozoa, Testacea) почв сосновых лесов //
Биологическое разнообразие лесных экосистем.
М., 1995. С. 134-136.
3. Бурковский И.В. Экология свободноживущих ин¬
фузорий // М.: Изд-во Моек, ун-та, 1984. 208 с.
4. Гельцер Ю.Г., Корганова Г.А., Яковлев А.С., Алек¬
сеев ДА. Раковинные корненожки (Testacida)
почв // Почвенные простейшие. Сер. Протозооло¬
гия. Л.: Наука, 1980. Вып.5. С. 108-142.
5. Звягинцев Д.Г., Бабъева И.П., Добровольская Т.Г.,
Зенова Г.М.,ЛысакЛ.В., Мирнинк Т.Г. Вертикаль¬
но-ярусная организация микробных сообществ
лесных биогеоценозов // Микробиология. 1993.
Т. 62. Вып. 1. С. 5-36.
6. Корганова Г А. Адаптационные особенности поч¬
вообитающих раковинных амеб {Protozoa, Testaci¬
da) Ц Адаптация почвенных животных к условиям
среды. М.: Наука, 1977. С. 82-101.
7. Корганова Г А. Раковинные амебы в почвах хвой¬
но-широколиственных лесов как показатель осо¬
бенности среды // Автореф. дис.. .канд. биол. н. М.,
1979. 16 с.
8. Корганова Г А. Почвенные раковинные амебы
(Protozoa, Testacea): фауна, экология, принципы
организации сообществ. Автореф. дис...докт. би- 22.
ол. н. М., 1997. 46 с.
9. Корганова Г. А., Рахлеева А А. Раковинные амебы
{Testacea) почв Мещерской низменности // Зооло¬
гический журнал. 1997. Т. 76. № 3. С. 261-268.
10. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981.
399 с.
11. Трасс Х.Х. Геоботаника: история и современные
тенденции развития. Л.: Наука, 1977. 252 с.
12. Bonnet L. Le peuplement thecamoebien des sols //
Rev.Ecol.Biol.Sol. 1964. T. 1. P. 123^108.
13. Bonnet L. Le peuplement thecamoebiens des sols calci-
magnesiques // Rev.Ecol.Biol.Sol. 1978. T. 15 (2).
P. 169-190.
14. Chardez D. Cataloque des Thecamoebiens de Belgique
(Protozoa, Rhizopoda testacea) // Extrait du Bull. Ins.
Agron. et Stat.Resh.Gembloux. 1961. T. XXIX. N. 3/4.
P.269-300.
15. Heal O.W. The use of cultures for studying Testacea
{Protozoa: Rhizopoda) in soil // Pedobiologia. 1964.
Bd.4. H. 1/2. P. 1-7.
16. Meisterfeld R. Zur systematikder Testaceen (Rhizopoda,
Testacea) im Sphagnum ein REM-Untersuchung //
Arch. f. Potistenkunde. 1979. Bd. 121. H. 3. S. 246-270.
17. Schmidt A., Schonborn, Schafer U. Diverse Fossil
Amoebae in German Mesozoic Amber // Palaeontology.
2004. V. 47. P. 2. P. 185-197.
18. Schonborn W. Zur Ökologie der shpagnocolen, bry-
okolen und terrikolen Testaceen // Limnologica. 1962.
Bd. 1. S. 231-254.
19. Schonborn W. Humusform und Testaceen - Bezats I I Pe¬
dobiologia. 1973. Bd.13. S.353-360.
20. Schönborn W., Dörfelt H.y Foissner W., Krienitz L.,
Schafer U. A Fossilized Microcenosis in Triassic Am¬
ber//J. Eukaryot., Microbiol. 1999. V. 46(6). P. 571—
584.
21. Schröter D. Structure and function of the decomposer
food webs of forests along a European North-South-
transect with special focus on Testate Amoebae {Proto¬
zoa) // Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der
Naturwissenschaftlichen Fakultät der Justus-Liebig-
Universitat Giessen. Giessen. 2001. 130 p.
Yeatus G. W., Foissner W. Testate amoebae as predators
of nematodes // Biol.Fertil Soils. 1995. T.20. P. 1-7.
Testate Amoebas and the Regularities of Their Distribution in Soil
A. A. Bobrov
A total of463 species and intraspecific forms of testate amoebas were identified in more than 500 samples from
177 key soil pits and oligotrophic bogs. Representatives of nine genera were found for the first time in the ter¬
ritory of Russia. The parameters of the average species saturation and the ultimate number of species were sug¬
gested for the soil horizons. It was shown that the average number and characteristic ranges of the number of
Testacea species are specific to the particular soil horizons. The dominant groups of testate amoebas were de¬
termined for the soils with the mor, mor-moder, and mull types of humus. The number of dominant species in
the raw-humus soils was almost an order of magnitude higher than that in the mull-humus soils. The species
diversity of testate amoebas depended on the soil texture; it was significantly higher in loamy soils than in sandy
soils. In some soils, the population density of testate amoebas exceeded 130 000 amoebas per gram of absolute¬
ly dry soil. The maximum population density of testate amoebas was detected in the F (fermentative) and H
(humified) layers of the litter. The second maximum of testate amoebas was detected in the Bhf horizon. Testate
amoebas play a significant part in the processes of biogenic accumulation of silicon; within a century, they can
accumulate silica in amounts of up to 6% per solid phase of the F layer of the litter horizon.
8 ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, № 9, с. 1138-1146
УДК 631.4
ФИЗИКА, БИОЛОГИЯ
И МИНЕРАЛОГИЯ ПОЧВ
“Путь, который нам здесь представляется единственно возможным - проведение
такой оценки почв, которая позволила бы сравнивать качество и количество
почвенных ресурсов с учетом не только потребительской стоимости сельхозугодий,
но и значения почв для устойчивого функционирования и воспроизводства
наземных экосистем и сообществ живых организмов, включая жизнь человека."
Академик Г.В. Добровольский “Новые подходы к концепции почвенных ресурсов".
Доклад на Международном экологическом Форуме
“Сохраним планету земля”. Санкт-Петербург. 1-5 марта 2005 г.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА
МИНЕРАЛОГО-КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ПОЧВ
И ПРОЦЕССОВ ЕЕ ИЗМЕНЕНИЙ ПРИ ПОЧВООБРАЗОВАНИИ
© 2005 г. Б. П. Градусов
Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 109017, Москва, Пыжевский пер., 7
Поступила в редакцию 28.02.2005 г.
Рассмотрены закономерности географии минералого-кристаллохимической основы большой кол¬
лекции почв России, собранной сотрудниками факультета почвоведения МГУ и других почвенных
учреждений. Основа почв равнин имеет разный состав, его компоненты отличаются структурно и
по процессам почвенных изменений. Подзолистый макропроцесс приводит к дифференциации
твердой фазы по дисперсности разнотипных частиц. Природная картина подзолистой дифференци¬
ации включает уменьшение размеров и массы песчано-пылеватых частиц - агрегатов и микроагре¬
гатов. Подзолистый макропроцесс и трансферизация частиц (агрегацией и диспергацией) происхо¬
дит одновременно в разных сочетаниях по интенсивности по почвенным профилям, что и является
одной из основных причин различий состава и свойств суглинисто-глинистых почв. Задача исследо¬
ваний в области изучения изменений минеральной части почв при почвообразовании, хозяйственном
использовании, а также экологическом функционировании состоит в том, чтобы разработать: 1) коли¬
чественные принципы и методы диагностики свойств и процессов почвообразования, 2) более широкую
концепцию подзолистого процесса с включением в его описание физических аспектов изменений мине¬
ралого-кристаллохимической основы и дисперсности твердой фазы.
ВВЕДЕНИЕ
Одна из многих отличительных особенностей
географических исследований на биолого-поч¬
венном, а затем факультете почвоведения Мос¬
ковского университета, руководителем которых
в течение длительного времени является акаде¬
мик Г.В. Добровольский, заключалась в том, что
эти исследования сопровождаются разнообраз¬
ными экспериментальными данными, в том числе
инструментальными материалами. Это придает
результатам работ значимость и объективность
выводов и заключений.
К числу инструментальных методов, которые
нашли приложение в генетико-географических
исследованиях факультета, были и минералоги¬
ческие методы изучения илистого вещества почв
на основе применения современных рентгеност¬
руктурных и термовесовых методов.
Автору довелось в течение трех десятилетий
принимать участие в части этих исследований.
Сейчас ясно, что оно было плодотворным для
почвенных илисто-минералогических исследова¬
ний в России, поскольку коллекции почв, изучав¬
шихся на кафедре Географии почв, всегда отли¬
чались детальным и глубоким полевым и морфо¬
логическим анализом почвенных профилей, а
также многочисленными аналитическими мате¬
риалами стандартного типа.
Другая особенность коллекций состояла в широ¬
ком географическом охвате почвенных феноменов.
Так, автору привелось исследовать минералогичес¬
кий состав широкого спектра почв: дерново-карбо¬
натных, подзолистых, дерново-подзолистых на раз¬
ных группах почвообразующих пород (покровных,
моренных, лёссовидных и др.), серых лесных всех
подтипов, а также пойменных почв.
Третья особенность исследований коллектива,
непосредственно руководимого Г.В. Доброволь¬
ским, состоит в широком географическом охвате
почв. Он включает почвы Русской равнины от за-
1138
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА
1139
Таблица 1. Генетико-географическое разнообразие типичной минералого-кристаллохимической основы таежно¬
лесных элювиально-дифференцированных почв
Местоположение
Почвообразующие
породы
Основа минеральной части
равнина,
низменность
регион
ассоциации
СмСл*
Русская
Кольский п-ов
Моренные валунные
суглинки
Хлорит-вермикулит-
гидрослюдистая
Три-биотит-вермику-
литы (смектиты)
Карелия
О. Валаам
Шунгитовые породы и
их моренные дериваты
Хлорит-серпенпшо-
вая
Хлорит-смектитовая
со смектитами
Три-хлорит-смектито-
вая
Хл орит-смектитовы е
Ижорская Возвышен¬
ность
Осадочные коренные
карбонатные
Хлорит-гидрослюдис-
тые с кальцитом и
доломитом
Слюда-смектитовые
Приуралье
Осадочные коренные
Смектитовые
с хлорит-смектитами
и каолинитом
Хлорит-смектиты
Приневская
Озерно-ледниковые
Гидрослюдисто-као-
Каолинит-смектиты,
низменность
ленточные глины
линитовые
каолинит типа файр-
клей
Центральные области
южной тайги и лесо¬
степи
Покровные и лёссо¬
видные суглинки
Каолинит-гидрослю-
дисго-смектитовые
Слюда-смектиты
Западно-Сибирская
низменность
Васюганье, Кеть-
Тымское междуречье
Покровные и аллюви¬
альные легко-сугли¬
нистые отложения
Тоже
Тоже
Среднесибирское
Путоран, Нижняя и
Элюво-делювии
Хлорит-смекиты
Три-хлорит-смектиты
плоскогорье
ПодкаменнаяТунгуски
основных пород
и три-смектиты
с блоками смектито-
вых пакетов
Северо-Сибирская
низменность
Долина Агапы
Аллювиальные
отложения
Смектитовая
Хлорит-смектиты
*СмСл - смешаннослойные образования.
ладных областей к центрально-русским и далее на
восток до Предуралья. Широко были развернуты
исследования на северной половине Западно-Си¬
бирской низменности, а также в Средней Сибири.
Полученные по программам кафедры струк¬
турно-минералогические материалы были пред¬
метом только эмпирических обобщений [6-12].
ЗАКОНОМЕРНОСТИ
СТРУКТУРНО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО
ТИПА В ТАЕЖНО-ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ
РУССКОЙ РАВНИНЫ
Мы предполагаем предпринять первый опыт
генетического анализа материалов, накопленных
в течение длительной совместной работы с поч-
воведами-географами и генетиками преимущест¬
венно факультета почвоведения МГУ (табл. 1).
Это актуально сейчас в связи с работой, прово¬
димой в области классификации почв.
Почвы Кольского полуострова. По
результатам рентгеноструктурных химических и
гранулометрических исследований [И] почвы
Кольского полуострова характеризуются как
низкоилистые (0.1-0.2 до 3-4%). Это отражает
доминирующую роль физических процессов из¬
менений исходных минералов, включая мобили¬
зацию части материала постмагматического ме¬
тасоматоза полевых шпатов и других минералов
(деконтейнеризация). Почвенные изменения от¬
носятся к трансформационным по биотитам и,
возможно, хлоритам. Они направлены в сторону
подвижных межслоевых вермикулит-смектито-
вых промежутков в смешаннослойных структу¬
рах. Максимум почвенных продуктов изменений -
как физических, так и трансформационно-хими¬
ческих - тяготеют к верхним горизонтам.
По минералогическому составу илистого ве¬
щества почвы на моренном материале сходны с
почвами на песчаных отложениях лесной зоны
Русской равнины [3, 21, 24].
На Кольском п-ве были обнаружены почвы с
гиббситом и каолинит-смектитом. Можно пола¬
гать, что гиббсит формируется при выветривании
и почвообразовании на породах с легковыветри-
вающимися минералами (основные плагиокла¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
8*
1140
ГРАДУСОВ
зы). Источником каолинит-смектитов стали кор¬
ни древних кор выветривания [1].
Специфичность минералогичес¬
кого состава почв Заонежья, сформи¬
рованных на шунгитсодержащих породах и море¬
нах, включающих эти породы, особенно ярко вы¬
ступает по присутствию талька, высокому
содержанию триоктаэдрических слюд и графити-
зированных органических веществ. Слоистая фа¬
за дерновых почв здесь слабо преобразована поч¬
вообразованием, несмотря на низкую устойчи¬
вость и высокое содержание триоктаэдрических
минералов типа биотита, а также талька. К про¬
дуктам почвообразования можно отнести гидро¬
биотит и, возможно, гетит.
Характерно, что в минералогическом составе
илистых фракций (<0.002 мм) осадков Онежского
озера, согласно нашим определениям, новообра¬
зованные в верхних горизонтах почв лабильные
структуры практически не проявляются. В юж¬
ной части озера илистое вещество содержит мно¬
го каолинита, что указывает на его связь с лен¬
точными глинами [18].
Подзолообразование на карбо¬
натных осадочных породах. Под руко¬
водством Г.В. Добровольского были проведены
интересные и важные с теоретической точки зре¬
ния исследования почв, развитых на четвертич¬
ных отложениях, содержащих карбонаты [9, 17].
В этой работе выявлены глубокие различия ми¬
нералогического и химического состава дерново¬
карбонатных и дерново-подзолистых почв двух
регионов.
Почвы северо-западного региона относятся к
каолинит-гидрослюдистым (гидрослюды в основ¬
ном диоктаэдрические). Ил почв Приуралья гид-
рослюдисто-смектитовый. Почвы отличаются
также по структуре основного смешаннослойно¬
го компонента. На западе в его структуре преоб¬
ладают слюдистые пакеты, на востоке - преобла¬
дающими являются пакеты смектитового типа.
Здесь наблюдается и индивидуальный смектит.
Различны и результаты почвообразования. В
верхних горизонтах почв западных районов не¬
значительно увеличивается содержание каолини-
тового компонента за счет гидрослюдистого. В
почвах восточных районов в этих горизонтах на¬
растает содержание гидрослюдистого начала в
результате существенного уменьшения смекти¬
тового компонента.
Был сделан вывод, что для развития подзолис¬
тых горизонтов необходимо накопление глинис¬
тых минералов с различной структурой (сочета¬
ние минералов с жесткой и лабильной структу¬
рой, диоктаэдрических и триоктаэдрических). В
подзолистом макропроцессе относительно накап¬
ливаются наименее дисперсные, наиболее ста¬
бильные к кислотной атаке минералы.
Почвы на ленточных глинах. Осо¬
бого внимания заслуживает проблема почв, раз¬
витых на группе озерно-ледниковых тяжелых по
гранулометрическому составу отложениях. Были
выявлены существенные особенности и процес¬
сов почвообразования. Важно отметить, что об¬
щепринятые представления о подзолообразова¬
нии были сформированы в значительной мере на
материалах по этим почвам.
Значительные и разнообразные данные по
почвам на ленточных глинах были обобщены не¬
давно [15].
Можно дать следующее предварительное
представление о процессах дифференциации
твердой фазы почв на ленточных глинах. Наблю¬
даемая сейчас глина не содержит песчаных, а ча¬
сто и крупнопылеватых частиц. Можно предста¬
вить, что вышедшая на дневную поверхность
влажная тонкослоистая глина представляла мак¬
роскопически однородную массу сильногидратиро-
ванных коллоидных, илистых и тонкопылеватых
частиц. Эти частицы состояли тогда и состоят те¬
перь в основном из систем смешаннослойных ка-
олинит-смектитовых и слюда-смектитовых обра¬
зований. В увлажненном состоянии твердая фаза
таких образований представляет отдельные сили¬
катные слои, разобщенные многими слоями вод¬
ных молекул. Элементарные частицы образова¬
ны единичными слоями силиката. При обсыхании
осадка и начавшемся одновременно почвообразо¬
вании происходило формирование крупных бло¬
ков силикатных слоев и на их основе - агрегатов
пылеватой и песчаной размерности.
В этом процессе по мере разрушения первич¬
ных и глинистых минералов принимают участие
подвижные гидроксиды железа и алюминия, а
также гумус.
Отражением этого процесса являются наблю¬
даемые в профиле фракции песчаной и пылева¬
той размерности, которых не было в исходном
осадке. Процесс агрегации коллоидно-илистого
материала породы в частицы пылевато-песчаной
размерности, результаты которого нарастают
вверх по почвенному профилю, естественно, не
передаются элювиальной моделью распределе¬
ния ила. Этот процесс можно назвать трансфери-
зацией (внутригоризонтной переброской) частиц.
Специфика этого процесса состоит в том, что из¬
менения размеров частиц происходит в пределах
данного горизонта и не сопровождается ее мигра¬
цией в другие горизонты. Указанные процессы
выявляются при анализе данных Бганцева и Са¬
пожникова [2].
Уменьшение количества ила вверх по почвен¬
ному профилю (табл. 2), обусловленное трансфе-
ризацией, не сопровождается потерей массы.
Главный результат процесса - разрыхление тол¬
щи и уменьшение плотности сложения горизонта.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА
1141
Таблица 2. Гранулометрический состав и значения его информационной энтропии
Горизонт
Глубина,
см
Фракции, мм, содержание,
%
Энтропия
<0.001
0.001-0.005
0.005-0.01
0.01-0.05
0.05-0.25
0.25-1.0
Разр. 21. Дерново-подзолистая почва, Пермская обл.
АН
3-5
23
17
12
26
19
3
0.93
А12
5-18
26
20
10
24
17
3
0.92
18-26
17
22
11
30
16
4
0.93
А2В1
26-37
33
16
9
25
14
3
0.89
В1
37-60
49
10
8
17
13
3
0.81
В21
60-80
48
14
6
19
11
2
0.80
В22
80-95
49
15
6
18
10
2
0.79
»
95-108
48
15
10
16
9
2
0.81
вз
108-120
49
13
8
. 17
11
2
0.80
ВЗД1
120-140
44
15
8
16
14
3
0.85
»
140-165
43
11
11
15
16
4
0.87
»
165-190
44
16
9
15
14
2
0.84
Разр. 85. Серая лесная почва, Калужская обл.
Ad
0-4
17
11
10
57
4
0
0.68
А1/А2
5-15
15
11
11
59
3
0
0.66
В1
22-32
12
9
10
64
4
0
0.62
В2
50-60
25
10
9
53
2
1
0.70
80-90
30
10
8
50
2
0
0.66
ВЗ
120-130
29
10
8
47
5
0
0.72
160-170
29
10
7
51
2
0
0.67
Разр. 54. Серая лесная почва, Калужская обл.
Ad
0-5
19
7
8
55
10
0
0.70
Al
6-14
20
6
8
61
4
0
0.63
A/В
15-24
22
6
9
59
3
0
0.63
В1
40-50
26
6
8
57
2
0
0.62
В2
70-80
31
6
9
51
3
0
0.67
90-100
31
7
9
49
3
0
0.68
ВЗ
140-150
29
7
8
52
3
0
0.66
200-210
30
7
8
51
2
0
0.65
Разр. 74. Светло-серая лесная почва, Калужская обл.
А1
2-12
15
10
10
63
2
0
0.62
А2
21-27
11
10
9
66
3
0
0.60
А2/В
28-36
21
9
8
58
3
0
0.65
В1
40-50
30
8
9
50
2
0
0.67
В2
80-90
27
9
9
52
2
0
0.67
ВЗ
120-130
28
9
7
52
3
0
0.67
160-170
30
9
8
51
3
0
0.68
Разр. 1-78. Дерново-среднеподзолисгая поверхностно-глееватая почва
А1
5-8
11
18
16
33
18
3
0.91
13-18
8
16
14
37
2
12
0.82
A2g
18-22
10
17
12
44
8
8
0.86
A2Bg
25-35
17
21
12
35
8
6
0.90
Blg
50-60
31
20
11
30
4
2
0.83
B2g
70-80
27
28
11
27
3
1
0.81
С1
125-135
36
36
7
12
4
1
0.75
C2
160-170
19
50
12
0.5
15
1
0.75
СЗ
230-240
21
51
16
1
8
1
0.70
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1142
ГРАДУСОВ
Толща породы приобретает поровое прост¬
ранство и соответственно водопроницаемость.
Под пологом лесной растительности в этой тол¬
ще происходили процессы элювиирования веще¬
ства, скорее всего процессами конгруэнтного рас¬
творения глинистых минералов, несвязанных и
незащищенных гидроксидами железа и алюми¬
ния, а также гумусом. Отражением этого процес¬
са является накопление в верхних горизонтах
кремнезема при уменьшении содержания полу¬
торных оксидов. Это отвечает признакам собст¬
венно подзолистого процесса [19].
Накопленные процессами трансферизации
пылеватые и песчаные частицы образованы, как
было показано выше, при участии гидроксидов и
гумуса. В отличие от соответствующих в покров¬
ных суглинках по размерности частиц кварца или
полевых шпатов продукты трансферизации пы¬
леватой и песчаной размерностей неустойчивы и
распадаются на составляющие компоненты, в
том числе и илистой размерности. Такой процесс
пептизации может происходить при установлении
восстановительных условий, что характерно для
рассматриваемых почв. Благодаря этому в гор.
А1 и А2 гранулометрический анализ обнаружи¬
вает до 15-25% фракции <0.001 мм.
Возможно, что наблюдаемые распределения
химического состава отражают также и процесс
биогенного накопления кремнезема фитолитов и
скелетов диатомовых водорослей.
Постседиментационные изменения почвооб¬
разующих ленточных глин вносят существенные
изменения в характер дифференциации твердой
фазы почв, трансформируя соотношения процес¬
сов элювиирования и трансферизации частиц.
Почвы с подзолистым горизонтом
на покровных и лёссовидных суглин¬
ках. В группу подзолистых и дерново-подзолис¬
тых почв на покровных суглинисто-глинистых
отложениях, а также серых лесных почв на лёссо¬
видных суглинках северной и средней лесостепи
рассматривают как единую по общности процес¬
са оподзоливания. Его описывают как подзолис¬
тый макропроцесс. Однако еще в 60-х годах Кар-
пачевский [14] на основании комплексных иссле¬
дований, включавших, кроме стандартных
методов, микроморфологические и электронно¬
микроскопические наблюдения, пришел к выво¬
ду, что в почвах нет минеральных зерен, на по¬
верхности которых не была бы отложена более
или менее выраженная пленка коллоидов. Он от¬
метил сложные соотношения элементарных про¬
цессов при эволюции подзолистых и дерново-под¬
золистых почв. По его мнению, подзолообразова¬
ние сопровождается усилением выветривания
первичных минералов, а выщелачивание (или
лессиваж) является начальной фазой подзолооб¬
разования и сопутствующим процессом на позд¬
них стадиях оподзоливания.
Из сопоставления данных гранулометрическо¬
го и микроагрегатного состава следует, что в со¬
стоянии, ближайшем к природному, в суглинисто¬
глинистых почвах, развитых на покровных и лёс¬
совидных суглинках, нет раздельных частиц или¬
стой размерности. В подзолистом горизонте мик-
роагрегатный и гранулометрический составы
близки или совпадают. Это означает, что все из¬
менения минералов в почвах на указанных поро¬
дах происходят в агрегатах и микроагрегатах.
Особенно сложны для интерпретации в плане
познания почвенных процессов показатели гра¬
нулометрического состава. Остановимся кратко
на этом вопросе.
В табл. 2 приведены гранулометрические дан¬
ные для нескольких дерново-подзолистых почв.
Оказывается, все они по распределению показа¬
теля информационной энтропии относятся к двум
группам. Первую группу представляют в нашей
таблице профиль почвы разр. 21 из Пермской обл.,
исследованный ранее Добровольским с соавт. [13], а
также дерново-подзолистой почвы на ленточной
глине Приневской низины по материалам Матинян,
Урусевской и др. [15]. Гранулометрические распре¬
деления имеют большие значения энтропии, они
увеличиваются в верхних горизонтах.
По профилям почв второй группы - дерново-
подзолистых и серых лесных - энтропийный по¬
казатель ниже и, что особенно существенно, он
уменьшается в оподзоленных горизонтах [22].
Это отражает существенно более высокий уро¬
вень упорядоченности системы дисперсности в
почвах центральной фации равнины.
Подзолистый макропроцесс сопровождается
усилением упорядоченности распределения час¬
тиц в этой группе. В группе почв на тяжелых от¬
ложениях он имеет тренд в сторону понижения
степени упорядоченности.
Значительные различия состава проявляются
четко по базовой статистике (табл. 3). В частнос¬
ти, по показателям парной корреляции между
илистой фракцией и всей последовательностью
грубых фракций выделяется профиль разр. 21.
Он характеризуется средней или сильной отрица¬
тельной связью со всеми остальными фракциями
твердой фазы. Это дает основание предполо¬
жить, что изменение дисперсности породы отве¬
чает тому представлению о подзолистом макро¬
процессе, при котором разрушаются глинистые ми¬
нералы и накапливаются минералы каркасного
типа (кварц, полевые шпаты). Их накопление вверх
по профилю соответствует относительному в ре¬
зультате элювиирования илистого вещества.
Гранулометрический состав серых лесных
почв (табл. 2, 3) выделяется тем, что содержание
ила имеет сильную отрицательную связь только с
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА
1143
Таблица 3. Значения коэффициента и достоверности парных корреляций между илистой фракцией и другими
фракциями гранулометрического состава (по табл. 1)
Показатели корре-
ляции ила и других
фракций
Фракция, мм
0.001-0.005
0.005-0.01
0.01-0.05
0.05-0.25
>0.25
Разр. 21
Кк
-0.81"
-0.70
-0.91
-0.79
-0.622
Р
0.001
0.011
0.000...
0.002
0.030
Разр. 54
Кк
+0.26
+0.33
-0.84
-0.64
Нет
Р
0.523
0.424
0.009
0.084
»
Разр. 85
Кк
-0.07
-0.90
-0.95
-0.35
0.15
Р
0.869
0.05
0.001
0.439
0.749
Разр. 74
Кк
-0.86
-0.50
-0.997
-0.105
Нет
Р
0.014
0.249
0.000...
0.823
»
Разр. 1
-78
Кк
0.37
-0.71
-0.46
-0.39
-0.73
Р
0.322
0.033
0.212
0.297
0.027
Примечание. Кк - коэффициент парных корреляций, р — достоверность парных корреляций. Полужирным шрифтом выде¬
лены достоверные (р < 0.05) связи.
двумя или одной грубодисперсной фракцией (см.
разр. 85,74 и 54, описанные ранее [10,25]). Отсут¬
ствие сильной связи с рядом грубых фракций по¬
казателей ила отражает наличие процессов, кото¬
рые не могут быть описаны как элювиально-под¬
золистые. Эти особенности гранулометрических
распределений могут быть связаны с агрегацией
части илистых частиц в частицы более грубой
размерности, прежде всего в крупнопылеватые
частицы, которые следует рассматривать как
прочные агрегаты.
Своего максимального выражения процесс до¬
стигает в профилях серых лесных почв разр. 74 и
54 (табл. 3). Здесь ил связан очень сильной связью
с фракций крупной пыли (разр. 74). Это характе¬
ризует профиль как максимально упорядоченный.
Особенно велика степень упорядоченности рас¬
пределений компонентов состава в почве разр. 54.
Особо следует отметить низкие показатели
корреляции содержания ила со всеми другими
фракциями в профиле почвы, развитой на лен¬
точной глине.
Интересны данные по дифференциации фрак¬
ций гранулометрического состава по профилям
рассматриваемых почв по кластерному методу,
А.С. Фридом. Метод характеризует меру откло¬
нений значений количества фракций от средне¬
взвешенного (табл. 4). Все суглинистые почвы
характеризуются значительным преобладанием
отрицательных (элювиального типа) над положи¬
тельными изменениями фракций.
Особо выделяется профиль почвы на ленточной
глине. Здесь соотношение изменений принципиаль¬
но иное: преобладают положительные изменения
состава. Это понятно в связи с тем, что вверх по это¬
му и другим профилям почв на ленточных глинах
происходит увеличение содержания частиц крупной
пыли и песка. Во многих профилях исходная глина
не содержит частиц этих фракций.
Рассмотрим в заключение данные по кластер¬
ному сходству гранулометрического состава почв
(табл. 5). Очевидно, что почвы резко различны
по соотношению минимального уровня сходства
двух форм состава. Профили разр. 21, 85 и 74 ха¬
рактеризуются заметной разностью показателей,
что можно рассматривать как признак элювиаль¬
ного почвообразования [5]. В разр. 54 и 1-78 раз¬
ность уровней сходства составов равна 0. При
этом в почве на ленточной глине уровень сходст¬
ва низкий (22%), что отражает значительные
трансферизационнные изменения состава. В про¬
тивоположность этому в серой лесной почве на
лёссовидном суглинке из разр. 54 минимальный
уровень сходства высокий (56 %). Это отражает
слабые изменения состава при данном почвооб¬
разовании.
Мы приходим к заключению, что статистичес¬
кая обработка материалов по характеристике на¬
иболее изученных почв из коллекций факультета
почвоведения МГУ приводит к пониманию того,
что их твердая фаза сформирована существенно
разными процессами. Имеются основания пола-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1144
ГРАДУСОВ
Таблица 4. Показатели дифференциации фракций гра¬
нулометрического состава по профилям оподзоленных
почв по отношению к средневзвешенным значениям по
Фриду (1992 г.) (см. табл. 1). Полужирным шрифтом вы¬
делены показатели дифференциации ила и крупной пыли
Фракция (мм)
Значения показателей дифференци¬
ации по отношению к средневзве¬
шенным количествам
положительной
дифференциа¬
ции (прироста)
отрицательной
дифференциа¬
ции (выноса)
<0.001
Разр. 21
0
-0.12
0.001-0.005
0.07
-0.003
0.005-0.01
0.06
-0.02
0.01-0.05
0.11
0
0.01-0.25
0.07
-0.02
0.25-1.0
0.07
-0.02
<0.001
Разр. 85
0
-0.15
0.001-0.005
0.02
0
0.005-0.01
0.06
0
0.01-0.05
0.04
0
0.01-0.25
0.07
-0.03
0.25-1.0
0.43
-0.43
<0.001
Разр. 54
0
-0.08
0.001-0.005
0.01
-0.02
0.005-0.01
0.01
-0.01
0.01-0.05
0.03
0
0.01-0.25
0.22
0
0.25-1.0
Нет
Нет
<0.001
Разр. 74
0
-0.14
0.001-0.005
0.27
0
0.005-0.01
0.36
0
0.01-0.05
0.05
0
0.01-0.25
0.02
-0.05
0.25-1.0
Нет
Нет
<0.001
Разр. 1-78
0
-0.19
0.001-0.005
0
-0.20
0.005-0.01
0.48
-0.03
0.01-0.05
0.27
0
0.01-0.25
0.15
-0.11
0.25-1.0
0.38
-0.02
Таблица 5. Значения сходства гранулометрического
состава в полной форме и без илистой фракции по про¬
филям почв по кластерному методу, разработанному
А.С. Фридом
гать, что важную роль в структуре дисперсности
этих почв играют процессы агрегации и микроаг¬
регации частиц так, как это и вытекает из учения
Гедройца об ультрамеханическом составе почв и
А.А. Роде о подзолистом макропроцессе.
ПОЧВЫ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ
НИЗМЕННОСТИ
Их структурно-минералогические особеннос¬
ти были исследованы в коллекциях П.Н. Чижико¬
ва (долина Оби в районе Салехарда), Н.А. Кара¬
ваевой в долине р. Сосьвы с оглеенными в разной
степени почвами, дерново-подзолистых почв Обь -
Васюгана [8] и таких же почв Кеть - Тымского
междуречья [16]. На северной половине этой тер¬
ритории илистое вещество почв состоит из близ¬
кой ассоциации каолинит-смектит-гидрослюдисто-
го типа. Она близка и к ассоциации центральных
областей Русской равнины, но отличается более
высоким содержанием гидрослюд и хлоритового
компонента. Степень дифференциации профилей
илистого вещества этих почв сравнительно низкая.
Значительные исследования микроморфоло¬
гии почв, минералов грубых фракций и илистого
вещества были проведены Шобой [26]. Он при¬
шел к заключению, что условия подзолистых го¬
ризонтов способствуют разрушению и трансфор¬
мации первичных минералов. Автор отметил ин¬
тенсивные изменения биотита и относительное
накопление каолинита как наименее дисперсного
и наиболее устойчивого минерала. Во вторично¬
подзолистых почвах главная роль в дифференци¬
ации илистого вещества принадлежит суспензи¬
онному переносу частиц.
Отметим, в отличие от Русской равнины на
южной половине Западно-Сибирской низменнос¬
ти происходит резкое изменение состава и изме¬
нений илистого вещества при почвообразовании.
На территории Барабы и Кулунды участие разве¬
денных щелочных растворов приводит к разоб¬
щению структурных компонентов глинистых ми¬
нералов на отдельные слои в окружении мощных
гидратных оболочек. Это способствует высокой
миграционной способности таких систем. Это
обусловливает процессы практически полного
выноса из верхних горизонтов солонцовых и осо¬
лоделых почв смектитового компонента.
ПОЧВЫ ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО
ПЛОСКОГОРЬЯ
Формы грануломе-
№ разрезов почв
трического состава
21
54
85
74
1-78
Полный (б)
36
56
46
47
22
Без фракции ила (а)
52
56
77
82
22
Разность: а-б
16
0
25
35
0
Несколько основных центров являются источ¬
никами пород, на которых формируется почвен¬
ный покров. Это - плато Путорана и массив Ана-
бара на севере, Енисейский кряж - на западе, гор¬
ная система Саяна - на юге. С юго-востока
твердый сток формировался в результате денуда¬
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА
1145
ции наиболее древнего комплекса осадочных по¬
род - кембрийских эвапоритов.
Путоран был источником минералов основ¬
ных трапповой формации пород. Для его илисто¬
го вещества характерны своеобразные триоктаэ-
дрические хлорит-смектитовые смешаннослой¬
ные образования [7]. Более упорядоченные типы
таких образований поставляет Енисейский кряж.
Материал Анабара отличается широким участием
минералов сильноизмененных пород с гидрослюда¬
ми и карбонатами. Саян является поставщиком
минералов кислых и метаморфических пород.
Это обусловливает высокие концентрации в ал¬
лювиальных комплексах хлорита и гидрослюд.
Почвообразование на площади Иркутского
амфитеатра происходит на древних осадочных
породах. Одна группа отличается высоким содер¬
жанием диоктаэдрических гидрослюд, другая -
редким в природе смешаннослойным упорядочен¬
ным хлорит-смектитом ди-триоктаэдрического
типа, который был отнесен к тосудитам.
Почвы на аллювиальных и других осадочных
четвертичных отложениях центральной части
плоскогорья, согласно исследованиям Соколова и
автора [19], автора и Фоминых [12], характеризуют¬
ся значительным разнообразием минералогическо¬
го состава. Для многих почв характерно высокое со¬
держание аморфного материала. В почвах часты в
заметных количествах триоктаэдрические хло-
рит-смектиты. Они являются первично-генетиче¬
скими продуктами гидротермального постмагма¬
тического замещения плагиоклазов и вулканиче¬
ских стекол. Для почв типичны высокие
количества железа и магния в илистом веществе.
Были описаны почвы в бассейне Подкаменной
Тунгуски с высоким содержанием совершенного
каолинита [12]. Было высказано мнение, что они
связаны с древними бокситовыми корами вывет¬
ривания. Особенностью почв этого района явля¬
ется широкое распространение материала древ¬
них палеозойских пород, частая двучленность
почвообразующих отложений.
На обширном пространстве аридной и холод¬
ной Якутии [20] илистый материал имеет минера¬
логический состав, близкий тому, который харак¬
терен для центральных областей Русской равни¬
ны и Западно-Сибирской низменности. Здесь
также преобладают гидрослюды и слюда-смекти-
ты, сопутствуемые хлоритом и каолинитом. Мно¬
гие породы и почвы являются карбонатными с
поверхности.
Особый минералогический состав имеют поч¬
вы Северо-Сибирской низменности. Они отлича¬
ются высоким содержанием смектита, отчасти
триоктаэдрического, а также хлорит-смектита,
что отражает связь с поставкой материала с пла¬
то Путорана.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодаря широким экспедиционным исследо¬
ваниям по генетико-географическим закономер¬
ностям почвообразования была создана значи¬
тельная коллекция почв разного типа из разных
регионов страны.
Минералогические исследования почв, отра¬
жая особенности генезиса почвообразующих
пород, выявляют крупные регионы страны, от¬
личающиеся по особенностям минералого-кри¬
сталлохимической основы. Они заложены гео¬
тектоническими и литогенетическими процесса¬
ми. В зависимости от этой основы находятся
практические все свойства почв, важные как для
практических, так и экологических целей. Вместе
с тем, выявляются основные направления измене¬
ний самой минералого-кристаллохимической ос¬
новы и связанных с ними свойств почв.
Сравнительный анализ накопленных материа¬
лов приводит к заключению, что частицы илис¬
той и коллоидной частей почв в силу фундамен¬
тального качества - высокой дисперсности - для
понижения свободной энергии вступают во взаи¬
модействия как друг с другом, так и с частицами
больших размеров и другой структуры. Это ле¬
жит в основе спонтанного тренда твердой фазы
почв к микро- и макроагрегации. В суглинисто¬
глинистых почвах нет раздельных частиц глинис¬
тых минералов в природном состоянии. Почвооб¬
разование и подзолистый макропроцесс, в част¬
ности, происходит на поверхности агрегирован¬
ной массы, во фракциях пылеватой и песчаной
размерностей.
На процессы агрегатообразования по всему
профилю подзолистой почвы Лисино обратил
внимание А.А. Роде. Он подчеркнул, что этот
процесс охватывает большую группу частиц: от
коллоидных до пылеватых. Подзолистый макро¬
процесс и трансферизация частиц (агрегацией и
диспергацией) происходят одновременно при раз¬
ных сочетаниях по интенсивности по почвенным
профилям, что и является одной из основных при¬
чин различий состава и свойств суглинисто-гли¬
нистых почв основных земледельчески освоен¬
ных регионов России.
Задача исследований в области изучения изме¬
нений минеральной части почв при почвообрахо-
вании, хозяйственном использовании, а также
экологическом функционировании состоит в том,
чтобы разработать: 1) количественные принци¬
пы и методы диагностики свойств и процессов
почвообразования, 2) более широкую концепцию
подзолистого процесса с включением в его описа¬
ние физических аспектов изменений минералого¬
кристаллохимической основы и дисперсности
твердой фазы.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1146
ГРАДУСОВ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасьев А.П. Минералогия доледникой коры
выветривания Кольского полуострова и приуро¬
ченных к ней месторождений вермикулита. М.:
Наука, 1966.170 с.
2. Бганцев В.Н., Сапожников П.М. Особенности ми¬
кростроения и физических свойств дерново-подзо¬
листых почв на озерно-ледниковых глинах // Вест¬
ник МГУ. 1985. № 4. С. 28-36.
3. Важенин И.Г. Почвообразование на морских пес¬
чаных отложениях, подстилаемых гранитной пли¬
той // Почвоведение. 1987. № 6. С. 15-26.
4. Верба М.П. Минералы крупных фракций в таеж¬
ных почвах с текстурно-дифференцированным
профилем//Почвоведение. 1992. № 2. С. 129-145.
5. Градусов Б.П. Кластерный анализ минералогичес¬
кого и гранулометрического составов почв на од¬
нородных и неоднородных породах // Почвоведе¬
ние. 2001. № 11. С. 1344-1356.
6. Градусов Б.П., Иванов В.В. О минералогическом
составе глинистого материала тундровых почв
Таймыра // Вестник МГУ. 1974. № 4. С. 36-42.
7. Градусов Б.П., Иванов В.В. О своеобразии минера¬
логического состава илистого материала почв плато
Путорана // Вестник МГУ. 1983. № 1. С. 44-51.
8. Градусов Б.П., Поленек Л.А. Содержание и хими¬
ко-минералогический состав фракций < 0, 001 мм
подзолистых почв Обь-Васюганского водоразде¬
ла // Вестник МГУ. 1968. № 4. С. 119-124.
9. Градусов Б. П., Урусевская И.С. Особенности глинис¬
того материала дерново-карбонатных и дерново-под¬
золистых почв западных и восточных районов Рус¬
ской равнины // Вестник МГУ. 1974. № 4. С. 105-113.
10. Градусов Б.П., Урусевская И.С. Химический и ми¬
нералогический состав илистых фракций серых
лесных почв Калужской области // Вестник МГУ.
1964. № 3. С. 21-29.
11. Градусов Б.П., Урусевская И.С. Минералогия или¬
стого вещества почв лесотундры и северной тайги
Кольского полуострова // Вестник МГУ. 1987. № 2.
С. 9-17.
12. Градусов Б.П., Фоминых Л. А. Глинистые минера¬
лы в почвах средней тайги бассейна Подкаменной
Тунгуски // Вестник МГУ. 1971. № 6. С. 83-89.
13. Добровольский Г.В., Светлова Е.И., Соколова ТА
Урусевская И.С. Морфогенетические особенности
дерново-подзолистых пестроцветных почв Предура-
лья // Почвоведение. 1992. № 5. С. 15-26.
14. Карпаневский Л.О. Микроморфологическое ис¬
следование процессов выщелачивания и оподзоли-
вания почв под лесом // Почвоведение. 1960. № 5.
С. 43-52.
15. Матинян Я.Я., Урусевская И.С., Шоба С.А. Осо¬
бенности почвенной катены озерно-ледниковых
глинистых равнин северо-запада РСФР // Вестник
ЛГУ. 1983. № 3. С. 93-102.
16. Никитин Е.Д., Градусов Б.П. Глинистые минера¬
лы в почвах таежно-лесных ландшафтов Западной
Сибири // Вестник МГУ. 1977. № 4. С. 38^47.
17. Светлова Е.И., Градусов Б.П. Особенности петро¬
графо-минералогического и химического состава
почв южнотаежной подзоны Приуралья // Почво¬
ведение. 1985. № 2. С. 104-113.
18. Семенович Н.И., ШтеренбергЛ.Е., Галковская Г.Ф.
Глинистые минералы в осадках Онежского озера //
Докл. АН СССР. 1972. № 6. С. 1445-1448.
19. Соколов И.А., Градусов Б.П. Особенности авто¬
номного почвообразования в условиях холодного
гумидного климата // Почвоведение. 1981. № 1.
С. 136-148.
20. Соколов И.А., Градусов Б.П., Турсина Т.В., Цюру¬
па И.Г., Тяпкина Н.А. К характеристике почвооб¬
разования в мерзлотно-таежной области на рых¬
лых силикатных породах // Почвоведение. 1974.
№ 5. С. 29-42.
21. Тимошенко Е.Е. Первичные минералы в профиле
подзолистых почв на главнейших типах разновоз¬
растных ледниковых отложений Русской равнины.
Автореф. дисс канд. биол. наук. М., 1999. 24 с.
22. Урусевская И.С. Серые лесные почвы Сухиничи-
Мещевского района Среднерусской провинции //
Вестник МГУ. 1962. № 6. С. 55-65.
23. Фоминых Л.А. Автономные почвы таежных ланд¬
шафтов запада средней Сибири. Автореф. дисс....
канд. биол. н. 1974. 32 с.
24. Шекк Г.В. Дерновые шунгитовые почвы Заоне-
жья. Автореф. дисс. ... канд. биол. н. М.: Изд-во
МГУ, 1991. 26 с.
25. Шекк Г.В., Градусов Б.П., Урусевская И.С. Диа¬
гностика шунгитовых почв по показателям хими¬
ческого и минералогического состава тонкодис¬
персного вещества // Вестник МГУ. 1991. № 1.
29. Шоба С.А. Минералогический состав почв южно¬
таежной подзоны западной Сибири // Почвоведе¬
ние. 1972. №9. С. 112-125.
Regularities of the Geography and Genesis of the Mineral-Crystallochemical Base
of Soils and Its Changes upon Pedogenesis
B. P. Gradusov
Mineralogical and crystallochemical studies of a large collection of soil samples from different parts of Russia
made it possible to trace the main regularities in the geography of soil parent materials. They are predetermined
by geotectonic and lithogenetic factors. It is argued that the transformation of parent material under the impact
of pedogenetic processes is a multifaceted phenomenon; in particular, it includes the processes of macro- and
microaggregation. This leads to changes in the degree of dispersion of the soil solid phase, which should be
taken into account during the interpretation of mineralogical data. It is suggested that quantitative methods
should find a wider application in the study of soil processes.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2005, М 9, с. 1147-1152
РЕЦЕНЗИЯ
УДК 631.4
ВПЕЧАТЛЯЮЩИЕ ИТОГИ РАЗВИТИЯ
БИОСФЕРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ
В ПОЧВОВЕДЕНИИ*
© 2005 г. И. А. Крупеников
Институт почвоведения и агрохимии им. НЛ.Димо. Молдавия, 277070, Кишинев, ул. Яловенская, 100
N Поступила в редакцию 09.02.2005 г.
Почва в отличие от других земных оболочек
имеет трехфазовое агрегатное состояние, она по-
лифункциональна и глубоко экологична по своей
природе. Эта сравнительно новая и весьма пер¬
спективная научная концепция имеет свои корни
в прошлом. Ее предвидел В.В. Докучаев, когда
говорил о скором зарождении новой науки о все¬
общей связи и взаимодействии абиотических сил,
по его словам, “стихий”, и их влиянии на все жи¬
вое, включая и человека с его материальными за¬
просами и здоровьем. Имелись также в виду взаи¬
модействия в самом живом мире. Можно еще раз
поразиться удивительной прозорливости нашего
великого основоположника. Речь, несомненно, шла
об экологии в современном ее понимании. Но пока
ее еще нет - продолжал Докучаев, то ближе всего к
ней стоит генетическое почвоведение. Конечно,
тогда эта была лишь идея, но великая идея.
Вопрос был подхвачен В.И. Вернадским, кото¬
рый уже, оперируя количественными показате¬
лями, доказал роль почвы в формирован™ важ¬
ных характеристик атмосферы, гидролог™ суши,
концентрац™ ряда химических элементов (био¬
геохимия) и предохранении их от рассеяния, под¬
черкнул, что почва - область сосредоточения
главной массы живого вещества. По его словам:
"... значение почв в истор™ планеты гораздо
больше, чем это обычно кажется”. Это изречение
приведено в книге в самом начале (стр. 8) и слу¬
жит для нее своего рода камертоном. Существен¬
ный вклад в становление нового научного направ¬
ления внес в ряде своих трудов В.А. Ковда. Тер¬
мин “экология почв” ввел в научный оборот
Л.И. Прасолов.
Этот небольшой экскурс в историю вопроса
нисколько не умаляет выдающегося значения
обобщающего труда Г.В. Добровольского и
Е.Д. Ниютша “Функции почв в биосфере и эко¬
системах (Экологическое значение почв)”, уви¬
девшего свет 15 лет назад. Здесь была дана объе¬
мистая количественная оценка многих биосфер¬
но-экологических функций почв, считаю, что
* Структурно-функциональная роль почв и почвенной био¬
ты в биосфере / Отв. редактор Г.В. Добровольский. М.:
Наука, 2003. 363 с.
сформирована программа структуры функцио¬
нальной роли почвы как особого природного обра¬
зования. Не отрицалось при этом ее определяющее
значете как главного средства земледельческой
сферы деятельности человеческого общества. Бо¬
лее того, было выявлено, что именно многогранная
полифункциональность почв определяет ее роль в
продовольственной обеспеченности человечества
на протяжен™ ста последних веков.
Коснусь конструкции рецензируемого труда.
Кроме краткого, но очень выразительного введе¬
ния, в нем четыре части: место почвы в структуре
наземных экосистем и биосферы (5 глав); функ¬
ции почв в наземных экосистемах (12 глав); гло¬
бальные функции почвенного покрова (4 главы);
значение почв в жизни человека (7 глав). Из это¬
го перечисления видно, что книга капитальная,
многоаспектная. Но важнее другое: если в осно¬
вополагающем сочтен™ 1990 г. только два ав¬
тора - Г.В. Добровольский и Е.Д. Никит™, то
здесь их 35! Я не всех их знаю в равной мере, но
мне представляется, что это ученые широких
взглядов, в определенной мере едтомышленни-
ки, но в то же время известные специалисты в
конкретных, более узких областях науки о почве.
Думаю, что Г.В. Добровольский - главный редак¬
тор книги и, видимо, инициатор ее создания - ре¬
шил показать, как далеко и широко продвинулось
новое направление в почвоведении, увидеть это в
разных ракурсах глазами многих исследователей.
В этом, конечно, были, несомненно, большие
трудности: все авторы должны были согласиться
написать, суметь, успеть. Поэтому трудно, точнее
невозможно, было достигнуть гармонии и сораз¬
мерности содержания глав, не говоря уже о мане¬
ре и стиле изложения (мы этого еще коснемся).
Но, с другой стороны, проявилась индивидуаль¬
ность авторов, а ведь многие из них очень извест¬
ные люди и имеют на это право.
Во введении “О месте почвы и почвенной био¬
ты в биосфере” (Г.В. Добровольский, Л.О. Карпа-
чевский, Е.Д. Никитин) четко очерчены актуаль¬
ность темы и главные задачи книги. Здесь уже не
в первый раз приводится ужасающая цифра: за
свою не такую уж длинную историю человечест¬
1147
1148
КРУПЕНИКОВ
во потеряло, лучше сказать, погубило, 1.5-
2 млрд, га плодородных почв, превратив их в пус¬
тыни, что превышает всю нынешнюю площадь
земледелия (около 1.5 млрд. га). Об этом давно
говорят почвоведы и некоторые аграрники, уча¬
стники мировых экологических форумов (Рио-де-
Жанейро, 1992 г.; Претория, 2002 г.), но, к сожа¬
лению, правительства и парламентарии многих
стран не уделяют должного внимания этой про¬
блеме. А ведь и сейчас в мире ежегодно из агро¬
сферы отчуждается около 7 млн. га сельскохозяй¬
ственных земель.
Первая часть посвящена понятию о почвах, их
разнообразию, географии и структуре почвенно¬
го покрова. Хорошо изложены вопросы понима¬
ния почвы, согласно современным, более глубо¬
ким, чем ранее, взглядам, как совершенно особо¬
го уникального природного тела, ее зависимости
от внешних факторов, особенно космических и
климатических. Показана ее контактная роль во
взаимодействии планетарных оболочек земли
(А.С. Владыческий). Особый интерес, на мой
взгляд, представляет глава 2 о микростроении
почв (С.А. Шоба). Главное внимание в ней уделе¬
но микросгроению глинистого вещества, его про¬
фильному поведению, влиянию на ряд свойств
почв. Возникает такая мысль: поскольку макро¬
структура пахотного слоя почв сильно, если не
полностью, разрушена, то в любых научных, а в
дальнейшем и прикладных исследованиях почв
должны вестись микроморфологические определе¬
ния. Это дается и сейчас, но крайне недостаточно.
Главы 3-5 посвящены вопросам разнообразия
почв на земной суше под влиянием большого про¬
странственного разнообразия факторов почвооб¬
разования (Г.С. Куст, С.Я. Трофимов), структуры
почвенного покрова в понимании В.М. Фридлан-
да (М.Н. Строганова), закономерностям общей
географии педосферы (И.С. Урусевская). Эти
главы короткие, являются конспективным изло¬
жением ряда значительных научных произведе¬
ний (монографий, учебников) названных авторов,
но приспособлены к главной идее всей книги. За¬
мечу, что фактору времени (эволюции почв) уде¬
лено мало внимания, хотя по этой проблематике
в последние 10-15 лет появилось немало основа¬
тельных публикаций; в Пущино проведены две
специальных конференции. Быть может, следо¬
вало привлечь к написанию книги кого-нибудь из
главных специалистов по археологическому поч¬
воведению?
Вторая часть, где речь идет о функциях почв в
наземных экосистемах, является самой объемной
(157 с.), а по своему содержанию и значению -
главной. В главе 1 ее автор - Е.Д. Никитин -
один из наиболее известных и настойчивых адеп¬
тов идеи о функциях почв, очень убедительно, не
углубляясь в детали, показывает их исключитель¬
ную полифункциональность, превосходящую на
несколько порядков не только все другие земные
оболочки, но, как мне представляется, живые су¬
щества, хотя они относятся к природным объек¬
там совершенно иного порядка (они живые, почва
- биокосная). Впрочем, это и не удивительно: ведь в
ней есть очень многофункциональная минеральная
часть, где обитает гигантское количество предста¬
вителей почвенной биоты.
Глава 2 (Е.В. Шеин) трактует о физических
функциях почвы, освещая этот вопрос хотя и
кратко, но с новейших позиций. Эти функции
важны для всех типов почв, как естественных, так
и, особенно, обрабатываемых. Более всего их
роль велика для почв степных зон (“царства фи-
зиации” по Докучаеву). Здесь по талантливым ис¬
следованиям Ф.И. Козловского (к сожалению,
его имя не упоминается) сейчас определяющее
значение имеет, точнее, пробрела под влиянием
антропогенеза, плотность почв, ее равновесное
состояние, воздействующее в свою очередь бук¬
вально на все водные и воздушные свойства почв,
их взаимодействие, а также на поведение корне¬
вых систем растений.
Глава 3 второй части рассматривает широкий
спектр вопросов влияния на функции почв, их хи¬
мических процессов, состава и свойств с упором
на характерные их особенности, как биокосных
систем (не все авторы других глав это имеют в ви¬
ду). Автор главы Д.С. Орлов широко известен,
даже знаменит как создатель ряда капитальных
монографий, не говоря уж о статьях по химии
почв. А здесь он сумел уложиться в 12 страниц.
Невольно вспоминается известное изречение:
“Краткость - сестра таланта”.
Главы 4—7 посвящены весьма широкому и глу¬
бокому освещению состава, роли, работы огром¬
ного, поистине неисчерпаемого мира микроорга¬
низмов и их столь же многогранной роли в био¬
сферно-экологических функциях почв, особенно
круговоротного характера (авторов много, глав¬
ный общепризнанный авторитет в этом деле
Д.Г. Звягинцев, а также М.М. Умаров, А.А. Боб¬
ров, Т.Г. Добровольская, И.П. Бабьева, Г.М. Зе-
нова, Л.В. Лысак, 0.3. Маренина). Материал при¬
веден огромный, требующий для своего адекват¬
ного восприятия специальных знаний. Я не
уверен, что до конца понял все значение этих ра¬
бот. Но во всяком случае прочно удостоверился,
что “бесконечно малые” делают в почве беско¬
нечно много, в самой значительной мере обуслов¬
ливая ее полифункциональность. Четко пояснено
понятие “пул микроорганизмов”, обозначающее,
что их так много и размножаются они так быст¬
ро, что не всем хватает работы. Всегда есть ре¬
зерв микроскопических существ, которые гото¬
вы перейти от пассивности к активности. Это
очень важно для экологического земледелия.
Под последним мы понимаем не только получе¬
ние экологически чистых сельскохозяйствен¬
ных продуктов, что, конечно, важно, но и как
можно больший возврат в почву нового свежего
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ВПЕЧАТЛЯЮЩИЕ ИТОГИ РАЗВИТИЯ
1149
органического вещества: корневых и пожнивных
остатков растений, навоза, компостов, некото¬
рых отходов промышленности. Тут найдет свое
применение пул микроорганизмов. Интересным
и, вероятно, перспективным является мир поч¬
венной нанофауны, о котором заговорили срав¬
нительно недавно. Надо еще добавить, что рань¬
ше позиции почвенной микробиологии занимали
отдельное место в литературе по почвоведению.
Здесь же удалось, быть может, впервые, влить их
в общую струю.
Известный специалист по почвенной зоологии
Б.Р. Стриганова написала самую большую главу:
“Структура и функции сообществ почвенных жи¬
вотных”. Верная хранительница научного насле¬
дия своего великого учителя М.С. Гилярова, не
отступая от его заветов, она дала современную
оценку педобионтов в контексте их роли в такой
сложной системе, как почва. С привлечением но¬
вых сведений приводятся обобщенные данные о
размерных параметрах почвенных беспозвоноч¬
ных (нанофауна, микрофауна, мезофауна), их
численности, разнообразии, зависимости от зо¬
нальных и региональных факторов. Особое вни¬
мание уделено связи животного населения с поч¬
венной средой и разделению их по Гилярову на ге-
обионты, геофилы и геоксены. Привлекает
внимание схема детритной пищевой цепи в почве
и участия в ней различных представителей пре¬
имущественно мезофауны по способу питания
(микрофитофаги, некрофаги, зоофаги, детрито-
фаги). С большой конкретизацией подтверждает¬
ся старая мысль П.А. Костычева (он не упомина¬
ется) о том, что мезофауна первично перерабаты¬
вает фитомассу, поступающую в почву,
значительно увеличивает ее удельную поверх¬
ность, что очень облегчает дальнейшую ее пере¬
работку микроорганизмами. Все эти положения
проиллюстрированы очень хорошими рисунка¬
ми, на которых видны различия в этом аспекте
между почвами тундры, южной тайги, дубрав,
степи, пустыни. Все завершается описанием
функциональной роли животных в динамике ряда
почвенных процессов.
Русская научная литература по педозоологии
очень обширна (Гиляров, Димо, Высоцкий, Брод¬
ский, Малевич, Перель, Криволуцкий, Стригано¬
ва и многие другие). Но она существовала как бы
сама по себе, а здесь удачно и уместно влилась в
общий поток. Жаль, что 1-2 страницы не отведе¬
ны работе в почве позвоночных. Они хотя и бо¬
лее грубо влияют на нее, чем мезофауна, но, на¬
пример, кротовины сильно воздействуют на фи¬
зику почв. Кроме того, они очень долго
сохраняются. Я наблюдал их в погребенных поч¬
вах голоцена, что играет информационную роль
и подтверждает принадлежность погребенных
почв к черноземам. Я так подробно остановился
на этой главе не только потому, что она написана
хорошо и со знанием дела. Я хотел отдать дань
уважения М.С. Гилярову, с которым дружил с
юности многие годы, преклонялся перед его все¬
охватной преданностью науке, титанической эру¬
дицией и человеческим бескорыстием. Он бы по¬
радовался такой книге, где почва предстоит во
всей красе обитающей в ней биоты.
После восьми рассмотренных глав второй час¬
ти идет итоговая девятая глава о функции почв
как основного звена биологического круговорота
веществ в экосистемах (В.Д. Васильевская,
Л.Г. Богатырев). Здесь мы находим оценку пара¬
метров биологических круговоротов, их продук¬
тивности, классификации по Н.И. Базилевич, ко¬
торая, отчасти совместно с Л.Е. Родиным, внесла
огромный вклад в концепцию таких круговоро¬
тов, сопроводив ее убедительными количествен¬
ными характеристиками для основных ланд¬
шафтных образований суши Земли. Хорошо по¬
казана роль 'почв в удержании, и даже
концентрации дефицитных химических элемен¬
тов - биофилов. Во всех построениях авторов
первенствующее значение отдается растениям и
их ассоциации. Тем страннее выглядит помеще¬
ние этой главы после рассмотрения роли микро¬
бов и животных, но до освещения роли растений.
Глава 9, как обобщающая и итоговая, должна бы¬
ла бы завершать вторую часть книги. Это следует
иметь в виду ее читателям.
После этого идут три главы о влиянии на поч¬
ву растений (главный автор здесь Л.О. Карпачев-
ский, а также Е.А. Дмитриев, Т.А. Зубкова,
Л.С. Ильина, И.В. Рекубратский, Ю.В. Горемова,
В.Г. Витязев). Написаны они знатоками и доста¬
точно рельефно показывают роль высших расте¬
ний в функционировании почв, приведен и обоб¬
щен значительный материал как по отдельным
группам растений, то есть фитоценозам, так и в
более широком зональном аспекте. Это ведь
очень старый вопрос, хорошо поставленный еще
такими корифеями науки, как Ф.И. Рупрехт,
П.А. Костычев, В.Р. Вильямс, А.Н. Сабанин,
В.Н. Сукачев и др. Я вынужден высказать недо¬
умение по поводу расположения, содержания и
чередования этих глав. Сначала идет влияние рас¬
тений вообще на почву, затем отдельно разбор
экологических функций лесных почв и в заклю¬
чении глава о свойствах почвенного покрова под
елями. Не вдаваясь в содержание этой главы, за¬
мечу, что она посвящена частному вопросу и не
вписывается в общий строй книги, тем более как
заключительный аккорд ее второй части. От¬
дельная глава о роли леса сама по себе не вызы¬
вает возражений. Но почему нет главы о степных
злаках, а ведь они (пыреи, ковыли, типчаки), вза¬
имодействуя со смектитово-иллитовыми карбо¬
натными породами, создали самое совершенные
почвы - черноземы. Впрочем, мои претензии
можно отнести за счет моей особой привержен¬
ности к “царю почв”.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1150
КРУПЕНИКОВ
Третья часть - самая короткая (всего 4 главы) -
но привлекает особое внимание. У нее претенци¬
озное название “Глобальные функции почвенно¬
го покрова”, однако оно оправдано глубиной со¬
держания и общепланетарным значением рассма¬
триваемых вопросов. Хочу заметить, кстати, что
и в первых двух частях, быть может, и опосредо¬
ванно, звучат мотивы глобального характера. Но
вернемся к третьей части. Прежде всего, доста¬
точно категорично поставлен вопрос о влиянии
почв и почвенных процессов на литосферу
(В.О. Таргульян). Это конечно ново и привлека¬
тельно, имеет свои исторические корни. Вспом¬
ним “глубокопочвенное - полнопочвенное почво¬
ведение” Г.Н. Высоцкого, “кору выветривания”
Б.Б. Полынова, зону гипергенеза Н.М. Страхова
и А.И. Перельмана, недавно введенное в научный
оборот Л.О. Карпачевским понятие о “педолизе”.
Но у В.О. Таргульяна к этому свой более глубо¬
кий, более универсальный и более планетарный
подход. Он исходит, как я полагаю, из идеи Доку¬
чаева о “зональности в минеральном царстве”.
Космические, климатические и биологические
силы в верхней части листоферы, концентриру¬
ясь с наивысшим напряжением, издают почву, но
в ослабленном виде, и проходя через почву, они
проникают и в более глубокие слои, меняя в ас¬
пекте длительного времени их состав, свойства и
функции. Автор выделяет зоны (я бы сказал, яру¬
сы) вертикальной дифференциации такого рода
воздействий. Приводится много доказательств,
новых понятий, которые это детализируют и под¬
тверждают. Делается фундаментальный вывод о
том, что влияние почв на литосферу настолько
велико, что приводит к формированию новых
осадочных пород. При этом такая глобальная
функция почв имеет место везде, где формирует¬
ся самый тонкий почвенный слой. Нечего гово¬
рить, что такая мысль особенно справедлива в зо¬
нах формирования черноземных и ферраллитных
почв. Не забыта и защитная роль почв против
процессов разрушения верхних слоев литосферы.
В главе 2 речь идет о влиянии свойств почв и
почвенных процессов на гидросферу в глобаль¬
ном масштабе (Д.С. Орлов, В.В. Демин). Этому
придавал большое значение В.И. Вернадский,
считая, что почвы “управляют” химизмом не
только подземных, но и речных вод. Авторы гла¬
вы идут дальше. Опираясь на фундаментальные
данные В.В. Гардеева о содержании многих хими¬
ческих элементов в речных взвесях и стоке их в
мировой океан, для 55 элементов даются показа¬
тели суммарного стока их в т/год (взвеси + рас¬
твор). Наиболее высоки эти величины (п х 109 т)
для алюминия, кремния, кальция, но достаточно
велики для серебра и золота (п х 109 и п х 103 т/год).
Для речных вод данные глобального характера
тоже очень интересны, приводятся параметры со¬
держания в них не только отдельных элементов,
но и их форм, а также одиннадцати классов орга¬
нических соединений, включая гуминовые и
фульвокислоты, аминокислоты, сахара и др. Все
это увязано со средними параметрами почвенных
растворов. Глава написана сжато, доказательно,
рисуется впечатляющая картина огромного еже¬
годного поступления химических элементов и ор¬
ганических соединений в мировой океан. Но ин¬
тересно и другое, а именно - огромные их потери
почвами за счет большого геологического круго¬
ворота и это настораживает.
В таком же стиле и теми же авторами написана
глава о роли почвы в формировании состава ат¬
мосферы. Эта тема в последние годы, если так
можно выразиться, стала очень модной. Это сти¬
мулировалось интересом к парниковому эффек¬
ту, вызываемому повышением содержания угле¬
кислого газа в атмосфере, повышенным выбро¬
сом в нее фреонов, чем вызывается разрушение
озонового слоя. Приведена большая таблица
компонентов атмосферы и их влияния на климат.
Ископаемое топливо, сведение лесов, разложе¬
ние органического вещества почвы совместно да¬
ют возрастание количества С02 в год на 1-4% по
сравнению с фоновым. Это вызывает глобальное
потепление климата. Возникает мысль о сохране¬
нии и даже расширении площадей под лесом и со¬
кращении потери почвами гумуса. Приводятся
данные об эмиссии метана различными экосисте¬
мами. Больше всего его выделяют тропические
влажные леса, саванны, а обрабатываемые зем¬
ли - в 30-50 раз меньше. Источников эмиссии
СН4 и И20 много, но большая доля приходится на
почвенный покров. В целом, однако, авторы при¬
ходят к выводу, что почва играет большую роль в
стабилизации состава атмосферы.
Очень содержательна и увлекательно написа¬
на заключительная глава третьей части “Значе¬
ние почв в эволюции жизни и сохранении биоло¬
гического разнообразия” (Г.В. Добровольский).
Обобщена литература по исторической геологии,
палеоботанике, палеогеографии, что позволило
нарисовать картину эволюции форм жизни на
Земле, начиная с докембрия,, хотя тогда на суше
она была еще очень примитивной, такой же была
и почвенная пленка. Рывок наземной жизни и
формирование “настоящих” почв приходится на
силур и начало девона, то есть около 400 млн. лет
назад (допущена ошибка - сказано - тысяч лет).
В конце мелового периода и в кайнозое формиру¬
ются почвы, сходные с современными, в том чис¬
ле и черноземы. Ферраллитные и подзолистые
почвы появились много раньше. Разбираются
споры ученых о том, где появилась жизнь перво¬
начально в водной среде или на суше. Среди сто¬
ронников того и другого взгляда много крупных
имен (они названы), но Г.В. Добровольский вы¬
сказывает - и достаточно обоснованно - мысль о
возможности одновременного возникновения ми-
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
ВПЕЧАТЛЯЮЩИЕ ИТОГИ РАЗВИТИЯ
1151
кроскопических форм жизни как в океане, так и
на земной суше, что отодвигает время формиро¬
вания первичных почв в самую глубокую геоло¬
гическую древность. Это очень интересно.
Конечно, вопрос о том, как возникли жизнь на
Земле и такой феномен, как генетический код,
остается большой тайной, которая будет разгада¬
на не скоро. Но сейчас земная суша по разнообра¬
зию форм жизни многократно превосходит Оке¬
ан. В нем из общего числа растений обитает толь¬
ко 8%, животных -7%. Остальное приходится на
сушу, то есть так или иначе связано с почвой. При
этом по М.С. Гилярову очень многие животные
всю жизнь или какой-то ее отрезок проводят не¬
посредственно в почве. Это обусловлено трехфаз-
ностью почвы и тем, что она представляет собой
“целый организованный микромир”. В итоге автор
приходит к выводу, что сохранить биологическое
разнообразие на Земле (а это сейчас мировая про¬
блема!) невозможно без сохранения разнообразия
почв, а оно сейчас резко падает... Глава эта написа¬
на слитно, на одном дыхании, несомненно, лучшая в
книге, с чем можно поздравить автора.
Четвертая часть книги о роли и значении почв
в жизни человека убедительно, с цифрами живо¬
писует те потрясающие и ужасающие деградаци-
онные эффекты, которым в последние 15 лет
подверглись обрабатываемые почвы России.
Больше всего говорится об эрозии почв, их уско¬
ряющейся дегумификации о падении содержания
усвояемых форм азота, фосфора, калия, ряда ми¬
кроэлементов. Такие тревожные сигналы уже не
раз подавались почвоведами и агрохимиками Рос¬
сии и других стран СНГ. Это делалось не только
через печатные издания, но и словесно - путем
коллективных обращений научных съездов, кон¬
ференций к президенту, премьеру, государственной
думе. Это не дало не только реального эффекта, но
даже не заслужило ответа, тем более благодарнос¬
ти. То, что написано в этой части, я неоднократно
слышал и читал, поэтому она произвела на меня
меньше впечатления, чем три предшествующие ча¬
сти. Тем не менее она написана хорошо, изобилует
фактическими данными. Может быть в таком со¬
четании 7 ее глав прозвучали впервые.
В первой главе речь идет о плодородии почвы,
истории этого понятия, неудачах и успехах его
земледельческого использования (В.Г. Минеев).
Управляя плодородием почв, Западная Европа за
200 лет (1770-1985) добилась увеличения урожаев
пшеницы в 10 раз! Как контраст (может быть, ав¬
тор и не думал об этом) показана динамика работ
в России по поддержанию плодородия почв за
1965-1994 гг. Приводимые цифры не нуждаются
в комментариях. В 1994 г. по сравнению с 1988 г.
в почву было внесено минеральных удобрений в
4.5 раза меньше, органических - в 22 раза мень¬
ше! К сожалению, статистики за последние 10 лет
не сообщается, но едва ли она более утешительна.
В следующей главе поставлен широкий вопрос
о глобальной угрозе человечеству от деградации
почв (Г.В. Добровольский). Из разных источни¬
ков взяты выразительные цифры площадей зе¬
мель, изначально непригодных для агрикультуры
(ледники, земли очень холодные, очень сухие,
очень крутые склоны и др.), площадь которых со¬
ставляет 78% всей суши земли. Дается разбивка
на группы сельскохозяйственных земель, их всего
22%, из которых 13% малопродуктивные. В об¬
щем ситуация достаточно критическая, чтобы не
сказать - катастрофическая. Сообщается о дея¬
тельности Европейского общества охраны почв
(г. Трир, ФРГ), которая расценена как успешная.
Но одновременно сказано о том, что многие ми¬
ровые авторитеты считают последствия деграда¬
ции почв экологически крайне тревожными. Для
России это особенно актуально, но правительство
относится к этому равнодушно: не принимается
Госдумой закон об охране почв, необходимость
которого давно очевидна. Много места уделено
почвенному мониторингу, его составляющим, пе¬
риодичности наблюдений. По-видимому, такой
мониторинг не проводится, хотя без него невоз¬
можны охрана почв и рациональное их использо¬
вание. В целом проблема состояния почвенных
ресурсов острейшая, но ее решение не сдвигается
с мертвой точки.
Специальная глава посвящена проблемам эро¬
зии и охраны почв (М.С. Кузнецов, Н.Г. Добро¬
вольская, А.Д. Флесс, Л.Ф. Литвин). Здесь приво¬
дятся данные о темпах нарастания эрозии в раз¬
ных аспектах: ежегодному приросту площадей
смытых почв, разноречивые по регионам потери
почв от эрозии. Обобщенно называется для пер¬
вого 0.3—1% в год, для второй - 5-15 т/га в год.
Итоговый вывод такой: “В последние 10-15 лет
устойчиво ослабилось внимание к судьбе почвен¬
ного покрова”. Подробно рассмотрены много¬
кратно проверенные в былые годы агротехниче¬
ские, фитомелиоративные и гидротехнические
приемы охраны почв от эрозии. На примере
Брянской и Тульской областей показана горизон¬
тальная миграция загрязняющих веществ, в том
числе радионуклидов, при эрозии почв, что явля¬
ется новым. У меня возникла ревнивая мысль: по¬
чему не использованы наши данные, видимо, по¬
лученные впервые, о том как по степеням эроди-
рованности почв угасают их экологические
функции - энергетическая, гидрологическая, га¬
зово-атмосферная, биогеохимическая и др. Это
изложено в обширной монографии “Эрозия
почв” (427 с.), изданной в 2001 г. в Кишиневе.
Между прочим, М.С. Кузнецов дал рецензию на
эту книгу в журнале “Почвоведение”.
Две главы (4 и 6) освещают в экологическом
аспекте значение химизации обрабатываемых
почв (В.Г. Минеев). Ее автор хорошо известен
своими капитальными монографиями по данной
проблеме. Здесь же он сумел в краткой форме
ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 9 2005
1152
КРУПЕНИКОВ
вписаться в общий план книги и показать на осно¬
ве обобщения данных множества полевых опы¬
тов роль минеральных туков и пестицидов в эко¬
логическом и агрохимическом функционирова¬
нии почв, не обходя и негативные стороны
усиленной химизации. Главное значение этих
глав состоит в том, что объемно показан процесс,
если так можно выразиться, “дехимизации”, свой¬
ственный отечественному земледелию в послед¬
ние 10-15 лет. Грубо нарушен закон Либиха о
полном возврате. Обеспечение пахотных почв
минеральными удобрениями можно наладить, ес¬
ли отказаться от их безудержного и безнравст¬
венного экспорта. С органическими удобрениями
дело обстоит на ближайшую перспективу безна¬
дежно, так как животноводство страны и его со¬
размерность с земледелием подорваны слишком
глубоко, словно “по заказу”.
Емко и внушительно написана глава 5 о мели¬
орации почв (Ф.Р. Зайдельман). Она рассматрива¬
ется как элемент комплексного рационального
землепользования почв, с одной стороны, и защи¬
ты их от деградации, с другой. Упор сделан на осу¬
шительные мелиорации, которые, действитель¬
но, во многих “гумидных” странах (Англия, Фран¬
ция, ФРГ, Голландия) принесли колоссальный
эффект для их экономики и продовольственного
самообеспечения. Меньше сказано об орошении
степных и сухостепных почв. Важный и бесспор¬
ный вывод сделан о том, что любые мелиорации,
вызывая в первую очередь радикальное измене¬
ние водного режима почв, нередко направляют
процесс почвообразования в сторону, очень дале¬
кую от исходного, “домелиоративного”, и при
этом негативную. Это, обходясь очень дорого
(пример - орошение черноземов), не давало ожи¬
даемого экономического выигрыша, наносило
почве непоправимый вред, резко нарушая ее эко¬
логические функции и плодородие. Автор ут¬
верждает, что мелиорации - императив, но огра¬
ничивает практику их осуществления рядом тре¬
бований: научное обоснование, комплексный
подход, адекватность общей системе ведения сель¬
ского хозяйства и - особо - обязательной пря¬
мой экономической заинтересованности земле¬
пользователя”. Тут можно сделать замечание: зем¬
лепользователь должен быть не только
заинтересован, но и дальновиден и ответственен.
Этому мог бы очень содействовать закон о почве,
строго регламентируя отношение к ней. Чисто ры¬
ночные механизмы вряд ли сами по себе дадут ка¬
кой-либо эффект, кроме отрицательного. Вспом¬
ним Голландию, где осушение морских мелководий,
сооружение дамб, создание польдеров было всегда
общенародным и государственным делом.
Последняя глава (автор - Е.Д. Никитин) трак¬
тует об особой охране ценных почв, их кадастре и
внесении в “Красную книгу”. Мне очень импони¬
рует настойчивая и многолетняя приверженность
Е.Д. Никитина этой красивой идее, и я глубоко
солидарен с ним. Но если это не удалось сделать в
пору общенародной принадлежности земли, то
как это осуществить сейчас, когда она стала пред¬
метом купли, продажи и спекуляций? Приходится
снова вспомнить Закон о почве, в котором “Крас¬
ная книга” найдет свое место. Понравилась мне
“Общая структура права” (рис. 17, с. 339). Пред¬
ложено “почвенное право”, звучит непривычно,
но почему есть право лесное, морское, горное, а
почвенного нет? В этом видно то возмутительное
пренебрежение к почве в современном обществе.
Рецензия получилась длинной, но я вынужден
был затронуть много сюжетов, не пропустить
главного. Имел ли я на это право, ведь я не уни¬
версал? Но взглянув на список авторов, увидел,
что в их числе многие потенциальные рецензен¬
ты. И решился. Книга грандиозная и по замыслу
и по его исполнению. Это не сборник статей, не
монография, а именно Книга с большой буквы.
Конечно, в отдельных главах выступает индиви¬
дуальность авторов, но важнее другое: чувство
единства, цельности, символа веры. Эта книга -
событие. Она расширила, ярко высветила, напол¬
нила новым содержанием такие бесспорные исти¬
ны: почва не только особое, но и уникальное
главное биокосное тело природы, поразительно
полифукнкциональна, наивысший сгусток живо¬
го вещества, область контакта, мембрана, интер¬
фейс всех других оболочек земли, колыбель че¬
ловечества. После прочтения книги я почувство¬
вал, что почвоведение - наука не только великая,
но и величественная. Но вот беда: раньше в почве
биологический круговорот веществ побеждал
геологический. А сейчас последний берет верх.
Задача, священный долг науки это переломить.
Сдано в набор 10.05.2005 г. Подписано к печати 13.07.2005 г. Формат бумаги 60 х 88%
Цифровая печать Уел. печ. л. 16.0 Уел. кр.-отт. 6.2 тыс. Уч.-изд. л. 15.6 Бум. л. 8.0
Тираж 374 экз. Зак. 589
Учредитель: Российская академия наук
Адрес издателя: 117997 Москва, Профсоюзная ул., 90
Оригинал-макет подготовлен МАИК “Наука/Интерпериодика”
Отпечатано в ППП “Типография “Наука”, 121099 Москва, Шубинский пер., 6