Проблемът за еволюцията в почвознанието
МЕТОДИЧЕСКА РАБОТИЛНА СЕМИНАРА
Проблемът за еволюцията в почвознанието
Научни интереси: палеопочвознание, микроморфология, тундрови почви
Проблемът за еволюцията на почвата е основен теоретичен проблем, чието решение определя оценката на свойствата на почвата (тяхната реликтност и модерност), състоянието на проблема с класификацията и неговото решение, оценката и прогнозата за въздействието на изменението на климата, както и антропогенното въздействие върху почвите.
Общопризнато е, че концепцията за еволюцията на почвата е една от най-противоречивите в световната наука за почвата. Той е преминал през периоди както на чисто дедуктивни конструкции, така и на фактически регистрации на различни почвени трансформации, без да тълкува процесите. С развитието на концепцията за елементарните почвени процеси (ЕПП) проблемът за еволюцията на почвата заема определено място в общата теория на генетичното почвознание, като проблемът за дешифрирането (разчитането) на времевата последователност на формирането и изменението на свойствата на почвите и ЕПП, които ги формират в променяща се природна среда. Генетичното познание на почвата се състои в идентифициране на набор от основни ЕПП и последователността на тяхната промяна във времето от нулевия момент до момента на изследване на почвата. Необходимостта от отчитане на еволюцията на околната среда и почвите беше многократно подчертавана от Н.М. Сибирцев, С.С. Неуструев, К.Д. Глинка, И.П. Герасимов, В.А. Ковда, А.А. Роде, М.А. Глазовская. Активното развитие на палеогеографията и палеосолологията на плейстоцена и холоцена предостави фактическа база и възможност за изграждане на картина на почвообразуването в хода на развитието.
Историко-еволюционният подход към изучаването на развитието на почвата среща трудности, свързани с непълнотата на историческата почвена и ландшафтна хроника. Също така е трудно да се анализират полигенетични почви; почви, които са преминали дълъг път на еволюция,развиващи се поне през холоцена. Еволюцията на почвите не се ограничава до наслагването на свойствата на съвременното почвообразуване върху стария профил, когато определени свойства се подобряват или изтриват. Първоначалният профил може да повлияе на последващото почвообразуване. Следователно полигенетичните почви, които са преживели еволюцията на естествената среда, не са проста сума от насложени моногенетични профили, съответстващи на всеки етап от еволюцията. Това са сложни образувания, резултат от хетерохронната еволюция на околната среда и почвообразуването. Съвременните почви може да са резултат от еволюцията на почвообразуването през различни интервали от време. Ето защо спешна задача е да се проучи ролята на времевите интервали в еволюцията на почвите: предхолоценски, холоценски и съвременни етапи.
Напоследък се появяват все повече данни, показващи сложния полигенетичен характер на съвременните почви и неадекватното отразяване на условията на околната среда в профила. Само чрез разкриване на естеството на основните етапи на почвообразуване през цялото развитие на почвите от началото на холоцена до наши дни е възможно да си представите генезиса на почвите, да идентифицирате действителни и наследени характеристики в техния профил. Наследствените особености в профила на съвременните почви са пряко доказателство за еволюция. С тях обаче могат да се реконструират етапи, които се различават значително по характер от съвременния. Холоценските погребани почви се използват за установяване на еволюцията на почвите.
Първите опити за определяне на възрастта на почвите са направени от F.I. Рупрехт през 1866 г. [6; цит.: по 1], който сравнява курганните (заровени под могили) черноземи с черноземите на открито. В произведенията на V.V. Докучаев подчертава значението на изучаването на развитието на почвите във времето, за да се разбере тяхното настояще и бъдеще. S.A.Захаров [3] предложи следните разпоредби: 1) развитието на почвата е образуването на почвата от скала, преди да придобие типичен профил; 2) еволюция на почвата - постепенна промяна в зрялата почва без промяна на условията на околната среда; 3) метаморфоза на почвата - нейната промяна в резултат на промяна на околната среда. Според F. Duchaufour [2] еволюцията на почвите трябва да се разбира като развитие на почвата от не-почва и след това развитието на зряла почва при стабилни и променящи се условия на околната среда. А.А. Rohde [6] предлага два типа промени в почвата с течение на времето: 1) саморазвитие - образуването на почвата от скала до зряло състояние със стабилно състояние на факторите; 2) еволюция - промяна в зрялата почва, причинена от промяна в условията на образуване на почвата с промяна в нейното класификационно положение. Концепцията за саморазвитие на почвите и биогеоценозите до състояние на динамично равновесие или квазиравновесно състояние с условията на околната среда е отправна точка в проблема за еволюцията на почвата [9].
Най-ясните идеи за почвообразуването през холоцена, развити през 80-те години (В. О. Таргулян, А. Л. Александровски, В. Д. Тонконогов) са следните:
I. На покривните глинести почви на границата на плейстоцена - холоцена почвите се развиват от примитивни почви с хумусно-акумулативни и глееви хоризонти до зрели среднохолоценски почви. еволюция според V.O.Targulyan), 3) охлаждането в суббореалния (SB) и субатлантическия (SA) е придружено от деградация на тъмноцветния хоризонт, запазването му под формата на реликт втори ху мусен хоризонт и образуването на насложен профил на Al-Fe-humus.
II. Върху пясъчни отлагания: 1) раннохолоценската примитивна почва има следи от нарушения от криогенезата; Bf (формиране на клинове, езици). През късния холоцен се наблюдава отслабване на интензивността на оподзоляването.
Разработени са различни гледни точки по отношение на механизма на текстурна диференциация на глинести почви: 1) педогенна диференциация, описана по-горе, и 2) литогенна, която е резултат от предхолоценската седиментогенеза със сравнително малък принос на холоценската педогенеза. Дискусията по тези въпроси намери широко отражение и все още продължава на страниците на списание Soil Science. Наскоро предложените идеи за цикличността на еволюцията, периодичността на почвообразуването и цикличността на морфолитогенезата позволяват да се оцени историята на почвообразуването през холоцена от нови позиции.
Участието на голям брой датирани почви (над 60) направи възможно откриването [8] на седем интервала на педогенеза през холоцена: действителен, SA, SB, AT-3, AT-1, BO, Al-PB. В интервалите между интервалите на педогенезата протичат активни процеси на морфолитогенеза. Така в хронологичната скала на холоцена се разграничават седем фази на педогенезата и шест фази на морфолитогенезата. Средната продължителност на почвената фаза е 1250 г., а тази на морфолитогенната фаза е 590 г. В резултат на това се образува полилитогенен слоест слой, често в диапазона от 1,9–2,0 m и по-близо до повърхността, състоящ се от множество погребани почви, намиращи се под съвременни или действителни почви. Показаният профил (вижте фигурата) показва серия от почви: два погребани подзола и съвременен слабо диференциран подбур в горната част (басейн на река Khoseda-yu, горска тундра). Според радиовъглеродСпоред датирането образуването на погребани почви принадлежи към късния холоцен: долният подзол е преди 3000 години (SB), горният е преди 1000 години (SA). Профилът е нарушен от криотурбация. В редица случаи погребаните почви претърпяват промени поради диагенетични процеси, криогенеза и повторно отлагане, което затруднява откриването им.
Успешното развитие на палеогеографските изследвания, поради техния интердисциплинарен характер, с помощта на методите на палеоботаниката, палинологията, палеозолознанието, историко-археологическите, изотопните, направи възможно развитието на идеи за промяната на природните условия през холоцена. Според К.К. Марков [5] характеризира промените в природните условия през холоцена, както следва: 1) насоченост, 2) наличие на ритмични колебания на климата, 3) метахронизъм (индивидуално развитие на отделните региони при сходно влияние на външни фактори). НА. Хотински [10] твърди, че основните граници на холоцена, спазматичните промени в ландшафта и климатичните ситуации са били синхронни. Реконструкциите на холоценския климат в северната част на Българската равнина са в пълно съответствие със схемите за Европейската горска зона. Според V.A. Климанов [4], тези промени също са били едновременни в различни райони на влажната зона на Северна Евразия, но амплитудата на колебанията е различна, което е свързано с кръгови промени в атмосферата и океана.
Методическите подходи за изследване на палеозолите се основават на изследването на следните обекти: 1) естествено погребани почви, 2) погребани под могили, насипи и емисии, 3) почвени хронологични серии, 4) наследствени характеристики в профила на съвременните почви. За реконструкцията на холоценската история на развитието на почвата един от най-надеждните методи е изследването на погребани почви. Според A. Bronger [11], палеозолите запазват подробен запис на климатичнитепромени в холоцена. Изследването на погребаните почви обаче има свои собствени методологични трудности: 1) диагенетични промени след погребването (уплътняване, промяна в съдържанието на хумус, изтриване на по-малко стабилни характеристики), например 200 години след погребването, дебелината на планините намалява. A1, цветността и наситеността на цветовете се увеличават, плътността се увеличава, отбелязват се промени в съотношението C:N. Най-стабилните характеристики са обемна плътност, порьозност, агрегация, брутен и гранулометричен състав, показатели за органично вещество (оптична плътност, елементен състав, макромолекулни структури и ароматни съединения с различни функционални групи).
Основните проблеми при изследването на палеопочвите са тяхното откриване, правилна диагностика и идентификация и датиране. Основата на диагнозата трябва да бъде използването на концепцията за EPP. За да се избегнат грешки, трябва да се изследват палеокатените. Един от водещите методи в палеопедологичните изследвания е изследването на микроструктурата на почвата, тъй като анализите на макроморфологията, физикохимичните и други свойства не винаги разкриват палеопочви. От голямо значение е правилното определяне на възрастта. Органичната материя на погребаната почва понякога може да се смеси с хумуса на подлежащата скала и тогава възрастта се получава по-древна. И обратно, ако затрупаната почва лежи на плитка дълбочина, подмладяването се получава поради новообразувания хумус. Например в почвите на средната част на Българската равнина вторият хумусен хоризонт на дълбочина 20 cm е подмладен с 2000 години.
Един от водещите американски почвени учени Р. Арнолд, директор на отдела за почвено картографиране на Министерството на земеделието, смята, че при интерпретиране на погребаните почви трябва да се извърши: 1) реконструкцияпочвообразуващи процеси, 2) сравнение със съвременни почви, 3) сравнение със съвременни ландшафти и климат. Грешките в тълкуването възникват поради липса на познания за почвените процеси, тъй като много процеси формират едни и същи характеристики. Почвеният генезис все още е "черна кутия". За да се подобри интерпретацията на погребаните почви, е необходимо: 1) да се идентифицира подробно генезисът на съвременните почви, 2) да се използва верижният подход, 3) да се проучи хумусният профил, тъй като неговите параметри са индикатори за променливостта на палеоекологичните условия, 4) да се вземат предвид диагенетичните промени. Особено трудно е да се интерпретират профили, нарушени от ерозия, повторно отложени и впоследствие претърпели възобновяване на педогенезата. Според W.R. Гарднър (U.R. Gardner), президент на Американското дружество по почвознание, почвата е една от най-сложните от всички известни големи системи. Състои се от безкрайно разнообразие от различни химични и биологични явления, които осигуряват невъзможността на една статична система и нейното достигане до състояние на равновесие.
1. Александровски A.L. Еволюция на почвите на Източноевропейската равнина през холоцена. М.: Наука, 1983. 148 с.
2. Душофур Ф. Основи на почвознанието. М., 1970. 591 с.
3. Захаров С.А. Курс по почвознание. М., 1927. 285 с.
4. Климанов В.А. Особености на изменението на климата в Северна Евразия през късния глациал и холоцена // Бул. MOIP. Деп. геол., 1994. Т. 96, бр.1. стр. 58-63.
5. Марков К.К. Основните промени в природата на земната повърхност през холоцена // Палеогеография на кватернерния период. М.: Издателство на Московския държавен университет, 1965. С. 5-18.
6. Роде А.А. Процес на почвообразуване и еволюция на почвите. М.: Географгиз, 1947. 142 с.
7. Рупрехт Ф.И. Геоботанически изследвания на чернозем. СПб., 1866. - (Зап.акад. науки. Т. 10. Приложение № 6).
8. Сичева С.А. Ритми на почвообразуване и седиментация в холоцена (обобщение на данните C14) // Почвознание, 1999. № 6. С. 677-687.
9. Таргулян В.О., Александровски А.Л. Еволюция на почвата в холоцена: проблеми, факти, хипотези // История на биогеоценозите на СССР в холоцена. М.: Наука, 1976. С. 57-59.
10. Хотински Н.А. Противоречиви проблеми на реконструкцията и корелацията на палеоклиматите на холоцена // Палеоклиматите на късния ледник и холоцена. М., Наука, 1989. С.12-17.
11. Bronger A., Winter R., Heinkele F. Плейстоценски климатични записи на Източна и Централна Азия въз основа на микроморфологични и минералогични индикатори на льос-палеозолни последователности // INQUA/ISSS Бюлетин на комисията по палеопедология, 1996. № 2. С. 16.
търсене на сървър