 |
|
|
Почвы и климат |
|
|
|
Почвы и климат |
|
Содержание:
|
„Разбор и установление закономерных отношений между важнейшими почвообразователями и самими почвами—обещает внести в науку почвоведения больше простора и света, может открыть почвоведу новые горизонты, ближе и теснее объяснить задачи и методы геолога, почвоведа, физико-географа и биолога, наконец, позволит нам предсказывать почвы, а это есть заветная мечта всякой науки.
В. В. Докучаев (1891)
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О МЕТОДЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Накопленные материалы по картографии почв мира вполне подтвердили общие схемы распределения почв в зависимости от климата. Вместе с тем рассмотрение попыток специального исследования связи почв с климатом показывает, что во многих более или менее частных отношениях был установлен весьма закономерный характер этой связи, в ряде случаев вполне поддававшийся математическому исследованию.
Но как данные по картографии почв мира, так и результаты специальных, более непосредственных исследований почвенно-климатической сопряженности говорят о сложности этой связи, объясняемой совместным влиянием и взаимодействием многих факторов.
Задача выяснения почвенно-климатических соотношений с учетом сложного совместного влияния и взаимодействия многих факторов, несмотря на успешность этих исследований в части многих важных положений, прежними исследованиями в ряде вопросов не была решена.
В настоящее время причины затруднений при исследовании почвенно-климатических соотношений вполне ясны.
В подавляющем большинстве случаев к исследованию и истолкованию почвенно-климатических соотношений подходили без учета взаимосвязанности и взаимозависимости почвообразователей, без учета развития почвы во взаимосвязи с развитием почвообразователей.
Теория познания диалектического материализма учит, что процесс научного обобщения осуществляется путем абстракции, т. е. путем отвлечения от частных признаков в явлениях и выделения группы предметов и явлений по наиболее существенным, а потому и наиболее общим признакам. В. И. Ленин писал: „Общее существует лишь в отдельном, через отдельное. Всякое отдельное есть (так или иначе) общее. Всякое общее есть (частичка или сторона или сущность) отдельного. Всякое общее лишь приблизительно охватывает все отдельные предметы" (В. И. Л е н и н, Соч., т. XIII, стр. 303, изд. 3-е).
В соответствии с этим положением марксистско-ленинской теории познания, и исследование сложных почвенно-климатических соотношений должно развиваться путем выяснения прежде всего наиболее общих и, следовательно, наиболее существенных признаков. Развитие изучения почвенно-климатических соотношений должно идти, таким образом, по пути все более полного и точного, все более глубокого раскрытия содержания этих соотношений.
В деле раскрытия природы почвенно-климатических соотношений наиболее общими закономерностями надо признать те, которые связаны в своем возникновении с первичными климатическими поясами. Существование первичных климатических поясов обусловлено, в основном, наиболее широкими общеземными причинами (положением Земли по отношению к Солнцу, геологическими причинами,, распределением континентов и океанов). Вследствие медленности изменения причин, обусловливающих первичные климатические пояса, В. Р. Вильяме назвал их „условно статическими" (собр. соч., т. VI стр. 204). Климатические изменения, наблюдаемые в связи со сменой растительности, вызываемые местным рельефом, возникающие под воздействием человеческой культуры и др., развиваются уже на фоне первичных климатических поясов, несут на себе „печать" влияния этих первичных общеземных факторов. Однако в своей совокупности, в силу накопления малых, но массовых изменений, они оказывают известное влияние и на элементы первичных условий, т. е. на элементы климатического фона. В этом обнаруживается одно из проявлений взаимосвязанности и взаимообусловленности в явлениях природы.
Принимая в качестве исходной концепции изложенные выше соображения, необходимо было далее определить климатические элементы, которые действительно позволили бы правильно исследовать наиболее общие стороны почвенно-климатических соотношений. От климатических элементов этого рода требуется, чтобы они были: а) наиболее существенными; б) выражались в форме, позволяющей дать однозначную общеземную характеристику; в) допускали дальнейшее расширение и уточнение признаков, раскрывающих их внутреннее содержание; г) были достаточно богатыми в части фактических данных, которые характеризовали бы более или менее равномерно поверхность всей земной суши.
Уже одна переработка накопленных фактических данных исследований почвенно-климатических соотношений с новых методологических позиций—на основе методологии диалектического материализма—могла бы существенно продвинуть вперед выяснение почвенно-климатических соотношений.
Но, наряду с этим, ясно также, что простое освоение результатов проведенных исследований с новых методологических позиций все же не могло обеспечить раскрытия характера почвенно-климатических соотношений с необходимой полнотой по той простой причине, что проводившиеся исследования, почти как правило, носили частно-региональный характер, т. е. касалась почвенно-климатических соотношений более или менее ограниченных территорий, или немногих почвенных типов. Это проистекало, главным образом, из-за того, что авторы исследований почвенной картографии и климата располагали материалами необходимой полноты и детальности лишь по отдельным, более изученным областям или странам. Тогда как очевидно, что исследование столь сложной зависимости, как почвенно-климатические соотношения, должно опираться на весьма широкие региональные данные по почвенной характеристике и характеристике климата.
Успехи развития науки в нашей стране создали необходимые предпосылки и к плодотворной разработке задачи исследования почвенно- климатических отношений.
Появление в составе Большого советского атласа мира (БСАМ) такого выдающегося обобщения, как почвенная карта мира акад. Л. И. Прасолова, объективно синтезировавшего фактические сведения о почвах мира, накопленные советскими и зарубежными почвоведами и, затем, опубликование в этом же атласе и в других изданиях ряда климатических карт и климатических характеристик, позволило исследовать почвенно-климатические соотношения на основе новейших, наиболее точных и полных данных мировой климатической и почвенной картографии. Наряду с этим, советскими почвоведами в процессе исследований для целей развития социалистического сельского хозяйства, накоплен огромный фактический материал по характеристике почв, развитых в весьма многообразных климатических условиях нашей страны, материал, который позволял делать самые широкие почвенно-климатические сопоставления.
Дальнейшее изложение посвящено новому исследованию почвенно-климатических соотношений.
Рассмотрение результатов ранее проведенных исследований почвенно-климатических соотношений убедительно показало, что главнейшими климатическими элементами, с которыми обнаруживают связь наиболее существенные свойства почв, являются температурные условия и условия увлажнения. Эти климатические элементы и приняты в настоящем исследовании в качестве наиболее общих климатических координат. При этом существенно то, что исследование закономерной связи той или другой почвенной характеристики с основными климатическими координатами подчинялось установлению качественных рубежей. Другими словами, наряду с выяснением непрерывных рядов количественной сопряженности между тем или другим свойством почв и климатическими условиями, выявлялись и качественные узлы почвообразования.
Далее, в единстве с климатическими условиями были подвергнуты рассмотрению соотношения климата и почв с растительностью, в их сопряженности; на фоне этих соотношений в известной мере был принят во внимание и рельеф, т. е. устанавливались генетические соотношения.
Климатические элементы для основной части данного исследования приняты в виде средней годовой температуры и среднегодового количества осадков. На возможности использования именно этих климатических характеристик необходимо особо остановиться.
Довольно распространено мнение о том, что средние климатические характеристики являются крайне несовершенными показателями, которые вследствие своего „среднего" характера совершенно не выражают действительных климатических условий, по своей природе сложных.
Но с подобным утверждением, в его общем виде, нельзя согласиться. Конечно, когда необходимо иметь суждение о сезонных отклонениях климата, а тем более, когда требуется знание погод по отдельным сезонам, пользование средними климатическими характеристиками утрачивает смысл. Но это не исключает того, что средние вообще, и средние годовые значения климатических элементов, в частности, остаются наиболее общими показателями характеристики климата. Имеются также доказательства ценности средних климатических характеристик и в других отношениях.
Прекрасные мысли по этому вопросу высказал наш крупнейший географ акад. Л. С. Берг (1946). Отметив, что А. И. Воейков определял климат как „среднее состояние атмосферы" или „среднее состояние разных метеорологических явлений или элементов", акад. Л. С. Берг далее писал, что А. И. Воейков, „не мудрствуя лукаво над тем, что такое климат, и считая в „простоте душевной", что климат—это среднее состояние атмосферы, вместе с тем выдвинул гениальные климатические обобщения, оказавшие громадное влияние не только на климатологию и географию, но и на наше сельское хозяйство и здравоохранение". К этому надо еще добавить следующие строки Л. С. Берга: „Некоторые авторы стали думать, что средние величины являются лишь образной характеристикой реальной действительности, но не отражением самой действительности. Если следовать этому утверждению, то мы должны придти к выводу, что климат, как таковой, в природе не существует. Если бы это рассуждение было правильным, то надлежало бы признать, что А. И. Воейков—основоположник современной климатологии и сторонник, как мы видели, средних величин, имел дело с несуществующей вещью—климатом" (1946, стр. 142).
Акад. Л. С. Берг указал, что средние характеристики имеют ценность постольку, поскольку среднее состояние атмосферы сказывается на жизни растений, животных и человека, а также на характере почвенного покрова.
Почва и растение являются суммарным выражением взаимосвязей с климатом в целостной географической среде. Поэтому, при изучении почвенно-климатических соотношений пользование такими обобщенными климатическими характеристиками, как средние годовые температуры и среднее годовое количество осадков, вполне обосновано.
Но из сказанного, конечно, не следует, что использование этих климатических данных исключает надобность в поисках других обобщенных климатических характеристик или в привлечении более частных климатических показателей. Это только первый этап исследования. В дальнейших исследованиях должны быть приняты и другие показатели теплового режима и увлажнения, которые будут более точными в физическом смысле или более полно выражающими тепловой и водный режим и, следовательно, надо полагать, дадут более тесную зависимость между климатическими условиями и почвой.
Наконец, в данной работе широко применено исследование коли- чественных соотношений, что сделало необходимым привлечение методов математического анализа. На последнем обстоятельстве, по- видимому, также следует остановиться особо.
Иногда высказывалось мнение, что в исследовании явлений почвообразования математический метод анализа неприменим якобы вследствие того, что такого рода явления развиваются по особым законам, и что их исследование должно заключаться в изучении качественных изменений.
Подобные утверждения ошибочны. Ошибочность их проистекает по двум причинам. В любом природном явлении мы имеем движущуюся материю. Явления, связанные с биологической деятельностью, представляют собой наиболее сложный и качественно своеобразный вид движения. Но это, однако, не исключает того, что для исследования этого рода движения недопустимо применение физико-математического анализа. Процессы, связанные с биологической деятельностью нельзя сводить к физическим и химическим процессам, но изучать их обязательно также и с применением точных методов, в том числе и математического анализа. В утверждении невозможности применения математического анализа при изучении почвообразования, имеется что- то от лженаучной теории о непознаваемой „жизненной силе".
В этом отношении справедливо замечание Д. Л. Арманда (1949), что среди некоторой части географов имеет хождение „суеверие" о том, что применение физико-математических методов к вопросам биогеографии будто бы является проявлением механицизма. Д. Л. Арманд приводит показательные примеры плодотворного применения некото-' рых методов математической статистики при физико-географических исследованиях (1948, 1949, 1950).
Утверждение, что исследование почвообразования должно заключаться в изучении качественных изменений, является ограниченным, односторонним, ибо оно разделяет, отрывает качество от количества, v —а отсюда и недооценка важности исследования количественной стороны процессов почвообразования.
Между тем, например, обоснование мероприятий по преобразованию или более целесообразному использованию географической среды настоятельно требует соответствующих количественных показателей.
Математический анализ, наряду с другими методами, должен быть применен и в исследовании почвообразовательного процесса. Принятие координатной системы для анализа почвенно-климатических соотношений, в сущности, уже является известным математическим приемом. Но это лишь первый шаг по пути математического анализа. В даль^ н'ейшем изложении показано применение и других методов математического анализа.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ СООТНОШЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ АРЕАЛОВ
Даже при самом общем сопоставлении почвенной карты мира, составленной акад. Л. И. Прасоловым (из БСАМ), с картами осадков и температур воздуха (также из БСАМ) становится очевидным большое соответствие в распределении почв с этими простыми климатическими характеристиками. Последнее обстоятельство и навело на мысль выяснить климатические условия распространения тех или других почв, представленных на мировой почвенной карте.
Прежде чем перейти к непосредственному изложению выполненного исследования, необходимо охарактеризовать содержание карт, послуживших основой для этого исследования.
Мировую почвенную карту академика Л. И. Прасолова следует рассматривать не как „просто наглядную схему теоретических предложений, а достаточно объективное, хотя и схематическое отображение действительной закономерности в географии почва (Л. И. Прасолов, 1939, ст. 70). Эта картина наиболее полно суммирует известные данные о географии почв мира. „Поэтому можно считать географические выводы, которые можно сделать из этой новой карты, основанными в значительной мере на прямых наблюдениях, и пользоваться ими для более общих заключений о корреляции между почвами и условиями почвообразования" (Л. И. Прасолов, 1937).
При исследовании почвенно-климатических отношений с помощью этой карты важно, прежде всего, установить какие именно категории почвенных образований будут, в этом случае, предметом исследования.
Дело в том, что почвы в природе представлены, как известно, большим разнообразием видов, зачастую сменяющих друг друга на самых незначительных расстояниях. Это придает почвенному покрову комплексность, которая с удовлетворительной детальностью может быть отражена лишь на планах в масштабе 1:2000—1:5000 и крупнее. Почвенный покров той или другой конкретной территории представляет ряд сменяющихся в пространстве и во времени почвенных образований.
Однако „в данном случае важно отметить, что в изменчивости почв всегда наблюдается повторяемость, чередование одинаковых или сходных комбинаций" (JI. И. Прасолов, 1935, стр. 478), что и дает возможность путем сравнительного анализа признаков выделить почвенные группы разного порядка. Последнее является обстоятельством, позволяющим составлять мелкомасштабные, обзорные карты, которые в значительной мере генерализованы и отображают именно некоторые обобщенные почвенные группы—почвенные группы более высокого порядка.
Естественно, мировая почвенная карта могла быть составлена только на основе весьма значительной генерализации, путем выделения некоторых больших общих групп почв. „Наиболее общие группы почв, выделяемые по существенным признакам, составляют главные генетические типы нашей классификации". „Генетические типы почв в нашем представлении,—пишет Л. И. Прасолов,—пространственно повторяющиеся широко распространенные формы почвообразования, характеристика которых получается путем обобщения ряда конкретных почв одного происхождения и подобных по составу и свойствам" (1937, стр. 777). В 1940 г. Л. И. Прасолов дал более развитое определение почвенного типа: „Типы почв надо рассматривать как пространственно повторяющиеся, широко распространенные формы или стадии почвообразования. Эти типы в природе представляют ряд многообразных, меняющихся в пространстве и во времени переходов, часто трудно уловимых, но в общем подчиненных некоторой определенной закономерной связи с внешними факторами среды (экзогенными и эндогенными) и с законами развития самих процессов превращения и миграции веществ в почвах" (1940, стр. 32).
К сказанному нужно добавить, что, показывая на карте границы распространения главных типов почв, нельзя забывать о комплексном характере почв, иначе говоря, понятие тип почвы— „символ сопряженного с ним сложного ряда конкретных почв". И далее, нельзя забывать „условность выделения границ естественных типов почв с точки зрения их эволюции или нарушения во времени" (Л. И. Парсолов, 1939, стр. 70).
Таким образом, сопоставлением мировой почвенной карты с климатическими картами могут быть выяснены климатические условия главных (наиболее широко распространенных) почвенных типов.
В качестве исходных климатических карт были приняты: карты годового количества осадков из БСАМ и карты средней годовой температуры, специально составленные по данным, приведенным в Мировом агро-климатическом справочнике.
Методика исследования заключалась в следующем.
Путем наложения на мировую почвенную карту карт изогнет и изотерм, совмещенных на восковке, определялись климатические условия в пределах контуров тех или других почвенных типов. Места „снятия" климатических характеристик по почвенному контуру распределялись таким образом, чтобы они отражали встречаемое разнообразие климата. Найденные климатические характеристики точечными отметками наносились на систему прямоугольных координат, у которой по ординате отложена средняя годовая температура в °С, а по абсциссе—годовое количество осадков в мм.
Таким путем были получены климатические характеристики всех почвенных типов, представленных на мировой почвенной карте.
Нанесение найденных климатических характеристик на координатный график показало, что климатические отметки по каждому почвенному типу располагаются во вполне определенных пределах климатических условий ( 21). Последнее обстоятельство позволило выделить на этом координатном графике некоторые поля с преобладанием климатических отметок, характеризующих климатические условия районов распределения тех или других почвенных типов. Эти поля были мною названы почве нно-кл и м атичес к им и ареалами ( 22).
Уже само очертание отдельных почвенно-климатических ареалов выявляло закономерней характер изменения климатических условий в пределах распространения почвенных типов. Одни из ареалов, как, например, ареалы сероземов, каштановых почв, черноземов, имеют удлиненный вид с длиной осью, следующей изменению температур. Другие же, как бурые лесные, желтоземы, красноземы и некоторые другие имеют совершенно иное расположение ареалов, вытянутое по оси осадков.
Дальнейшее рассмотрение всей совокупности почвенно-климатических ареалов обнаружило, что они могут быть расположены в определенные ряды. Так, из 22 видно, что крайнее положение на графике в областях малых осадков занимает ареал сероземов и почв пустынь, начиная от сероземов Средней Азии и до пустынных образований Сахары. В условиях большого и очень большого увлажнения легко составляется ряд из следующих почв мира: тундровых почв, подзолов холодного и умеренного климата, бурых лесных почв, субтропических желтоземов и красноземов, большей частью оподзоленных. В полузасушливых и умеренно увлажненных условиях холодного, умеренного и теплого климатов хорошо выявляются ряды каштановых и черноземных почв. Эти ряды становятся менее определенными в области субтропических и тропических климатов. Но, как хорошо известно, почвы именно этих областей наименее изучены в генетическом отношении, и неопределенность положения их ареалов на графике с большим основанием может быть объяснена неясностью их генезиса и, в связи с этим, и неопределенностью номенклатуры. Однако, основываясь на общих представлениях, можно построить условный ряд: от каштановых почв умеренно-холодного и умеренного климата до почв тропического редколесья, так же, как и „черноземный" от „классических* черноземов до почв тропиков.
Рассмотренный характер распределения почвенно-климатических ареалов в координатном графике позволил выделить по его полю определенные криволинейные ряды, по которым распределились все почвенно-климатические ареалы последовательно от пустынных и полупустынных до почв сильно увлажненных областей. Это дало основание назвать выделенные почвенные ряды гидрорядами.
Достаточно определенно наметилась возможность дать подразделение и на ряды другого порядка, расчленявшие первые ряды на некоторые термические варианты,—эти ряды названы терморядами.
Гидрорядам было присвоено буквенное обозначение и для удобства даны условные наименования по наиболее характерному почвенному типу. Терморяды обозначены римскими цифрами.
Таким путем была построена система криволинейных рядов и пересекающих их прямых линий, расчленявших координатный график на ряд гидротермических полей. Эта система названа мною системой почвенных гидротермотипов ив своем первоначальном виде была опубликована в 1945 г. („Почвоведение" № 1).
Закономерный ход кривых рядов системы гидротермотипов навел на мысль о существовании некоторой общей зависимости. Естественно возникло желание исследовать ее математически. Соответствующая математическая обработка дала весьма показательные результаты (Философов, 1945). Оказалось, что весь пучок кривых хорошо укладывается в одну общую формулу
Новая серия кривых, составленная на основании полученной формулы, почти точно совпала с первоначальной индуктивно найденной серией кривых ( 23).
Эти обстоятельства, т. е. то, что эмпирически найденная сложная серия кривых оказалась подчиняющейся одной общей формуле, и что эта серия кривых поразительно близко совпала с серией кривых, выведенных по найденной формуле, указывали на то, что установленные гидроряды отражают некоторую общую и существенную закономерность.
Дальнейшая работа по исследованию почвенно-климатических. соотношений, проведенная на отдельных более детальных примерах (Закавказье), выявила необходимость в небольшом уточнении и линий терморядов. Оказалось, что направление этих линий, вначале идущих под небольшим углом к оси абсцисс, должно быть с середины черноземного гидроряда (D) изменено на параллельное к оси абсцисс (оси осадков).
Приведенные данные важны для наших целей не столько в своих конкретных значениях, сколько как указывающие на то, что средняя годовая температура отражает существенные качества радиационного баланса и, следовательно, является важным обобщающим показателем термического режима. При этом следует указать еще на одно обстоятельство. Пограничные линии терморядов, как видно из 24, вначале идут с некоторым углом к ординате осадков, а начиная с гидроряда D—параллельно последней. Этот порядок изменения терморядов можно было бы истолковать в том смысле, что повышение количества выпадающих осадков как бы умеряет термический эффект солнечной инсоляции. Но в условиях влажных климатов это явление уже не обнаруживается.
Действительно, 3. И. Пивоварова (1947), сопоставляя радиационный баланс в пустынных условиях и в условиях лесных (Лунц) пришла к заключению, что при однородных погодных условиях радиационный баланс в 'пустыне значительно меньше радиационного баланса пункта в лесной зоне, несмотря на то, что последний лежит гораздо севернее; причина этому—большое отражение и излучение в пустыне, обусловленные высокими температурами поверхности почвы. Последнее объясняется тем, что все радиационное тепло расходуется на нагревание поверхности почвы и воздуха, в то время как в непустынных зонах (а также и в оазисах) зачительная доля радиации расходуется на испарение.
Становится ясным, что и в нашем случае, при одних и тех же средних температурах воздуха, тепловой эффект в отношении непосредственно почвы в пустынных и сухостепных условиях будет тем больше, чем меньше выпадает атмосферных осадков (т. е. чем суше почва). В лесных же условиях поверхностью почвы поглощается, примерно, одинаковая часть солнечного тепла, мало зависящая от количества атмосферных осадков.
Таким образом, эмпирически установленное расположение терморядов на поле координатного графика находит объяснение в радиационных исследованиях и, следовательно, средняя годовая температура воздуха, при всей своей „приближенности", как оказывается, позволяет вскрывать достаточно тонкие соотношения.
Весьма интересные закономерности вскрыты и при исследовании гидрорядов. Прежде всего, порядок смены рядов почв от сероземов через каштановые и черноземы к подзолистым указывал, что выделенные почвенные гидроряды имеют главные различия в условиях увлажнения.
Таким образом, если К характеризует степень увлажнения формально, то Hf отражает качественные изменения увлажнения, отражает „эффективное41, действующее увлажнение, пока не давая, однако, прямой его меры. Дальнейшие исследования должны, в частности, показать как в натуре фактически используются атмосферные осадки.
Таким образом, из произведенного рассмотрения с полной очевидностью выясняется', что система гидротермотипов и формула (26), которую можно назвать гидротермической, отражают некоторые, весьма существенные зависимости в почвенно-климатических соотношениях. В связи с этим представляет большой интерес выяснение вопроса, какого же именно рода сущность зависимости, выражаемой гидротермической формулой £=43,2 log P—Hf. Эмпирический путь, которым она была установлена, давал удобный повод для утверждения, что формула является просто некоторым эмпирическим обобщением, не имеющим какого-либо рационального содержания.
Однако выявленные выше существенные соотношения Hf с К, а также средней годовой температуры с радиационным балансом, приводят к вполне законному заключению, что гидротермическая формула имеет большое рациональное содержание.
Закономерность, выраженная формулой (26) в общем виде заключается в том, что при изменении условий в пределах одного и того- же гидроряда возрастание f в арифметической прогрессии, сопровождается возрастанием осадков в геометрической прогрессии.
Подобные соотношения распространены в природе весьма широко и примеры их могут быть приведены из самых различных областей. При этом стоит отметить, что первоначально такие зависимости обычно устанавливались как эмпирические обобщения, но почти всегда при дальнейшем углублении исследований обнаруживалось наличие в их основе того или другого ясного физического или химического процесса, и этим самым первоначальные эмпирические зависимости приобретали вполне определенное рациональное содержание.
Мы отдаем себе отчет в ограниченном значении такого рода зависимостей и в недопустимости „сведения" биологических процессов к простым физическим или химическим процессам, но путь подобного анализа частных сторон явлений, частных корреляций элементов сложного развивающегося целого оправдан и допустим.
СОСТАВ ПОЧВ, ОТВЕЧАЮЩИХ РАЗЛИЧНЫМ ГИДРОТЕРМОТИПАМ
Своеобразие почвообразования в отдельных гидротермотипах нашло выражение прежде всего в том, что в указанной системе гидро- термотипы объединены в гидроряды, различающиеся степенью увлажненности почв (Л—пустынный, /2—сероземный, С—каштановый, D— черноземный, Е—подзолистый, F —глеевоподзолистый), и в терморяды, отражающие различия в почвообразовании в зависимости от термических условий (/—арктический, //—субарктический, ///—умеренно- холодный, IV— умеренный, V— умеренно-теплый, VI— субтропический, VII—тропический).
Но необходимо было с возможной достоверностью установить, какому же именно составу почвенных образований отвечает в натуре тот или другой почвенный гидротермотип.
Ответ» на этот вопрос, в известной мере, давало уже рассмотрение расположения почвенно-климатических ареалов в координатном графике по Р и t. При этом наиболее очевидной оказалась приуроченность к определенным климатическим условиям таких почвенных образований, как почвы пустынь и сероземы, каштановые почвы, черноземы, подзолистые почвы, бурые лесные, желтоземы, латериты и красноземы, что и позволило показать расположение этих образований в координатном графике по Р и t в виде некоторой приближенной схемы (В. Р. Волобуев, 1945). Другие почвенные образования этой схемой не были отражены.
С целью проверки соответствия найденной климатической сопряженности основных почвенных образований с действительными соотношениями в природе была также составлена схематическая карта гидротермотипов (Волобуев, 1945). Последняя подтвердила правильность принятого понимания ряда гидротермотипов, отвечавших перечисленным выше основным почвенным образованиям и, вместе с этим, дала возможность, в сочетании с графиком почвенно-климатических ареалов, наметить климатическую сопряженность и ряда других почвенных образований. На основе этих, более расширенных представлений о составе почвенных образований отдельных гидротермотипов, карте гидротермотипов дано определенное „почвенное" содержание и она была предложена как некоторая „идеальная" почвенная карта. Сопоставление этой „идеальной" почвенной карты с почвенной картой из Большого Советского Атласа Мира показало большое, а местами и полное, соответствие „идеальной" карты—карте, основанной на фактических данных.
Все это позволило прийти к заключению, что гйдротермотипы действительно отвечают некоторым существующим в природе определенным совокупностям почвенных образований. Однако это заключение, как вытекает из изложенного, сделано было схематично и лишь на примере отдельных гидротермотипов. Необходимо было дальнейшее выяснение состава почвенных образований, отвечающих отдельным гидротермотипам и притом во всей их системе.
Можно принять, что предложенная система почвенных гидротермотипов отражает, очевидно, и наиболее существенные климатические различия, т. е. является системой климатической. В ней гидроряды объединяют климаты со значениями средней годовой температуры и годовой суммы осадков, лежащих в границах, отвечающих вполне определенным качественным различиям в характере водного баланса,—в характере увлажнения. Терморяды, в свою . очередь, объединяют климаты, различающиеся некоторыми характерными особенностями в тепловом режиме (радиационном балансе).
Руководствуясь этими представлениями, были составлены карты гидрозон и термозон мира ( 32, 33).
При составлении этих карт в качестве исходных приняты: карта годового количества осадков (из БСАМ) и карта средней годовой температуры, специально составленная по данным, приведенным в „Мировом агроклиматическом справочнике" (1937). В пределах каждой гидрозоны годовое количество осадков и средняя годовая температура изменяются в пределах, отвечающих соответствующим гидрорядам графика гидротермотипов и, аналогично, в пределах термозон— соответственно отдельным терморядам. Но в последнем случае потребовалось привлечение некоторой дополнительной характеристики {в тундровой зоне).
Обращаясь к карте гидрозон, легко увидеть, что последние расчленяют поверхность суши на зоны в полном соответствии с существующими представлениями об условиях увлажнения в отдельных частях мира. Гидрозона А, АВ—пустынная, охватывает Сахару, Аравийский полуостоов, юго-восточный Иран и пустыню Тарр в Индии, в Средней Азии примерно район песков Кызылкумы, в Северной Америке—побережье Калифорнийского залива, в Южной Америке—пустыню Атакама и в Австралии—ее центральную часть. Пустыни окружены зоной полупустынь (В, ВС), занимающих особенно большую площадь в Центральной Азии. Характерно размещение зоны уравновешенного увлажнения (D), охватывающей на материке Евразии непрерывной полосой черноземно-степную зону Советского Союза, зону черноземов Восточной Азии, север Индостана; в Африке, как и в южной Америке, она приурочена к зоне саванн; в Северной Америке эта зона имеет характерное меридиональное направление. Влажная (£) и особенно влажная (F) зоны охватывают лесные массивы мира как холодных и умеренных широт (в Северной Америке и в Евразии), так и в экваториальной зоне (Амазонская низменность, бассейн Конго, Индо-Китай и др.).
Термозоны, как и следовало ожидать, располагаются в общем ши- ротно. Термозона /—арктическая, охватывает типично тундровую и ледяную зоны. Термозона VII охватывает экваториальную и тропические зоны (внешние ее границы довольно близко совпадают с тропиками Рака и Козерога). Характерно размещение зоны VI— субтропической, присущей южным областям Северной Америки, окаймляющей Средиземное море и протягивающейся широкой полосой через весь материк Евразии до тихоокеанских берегов Китая; развита она и в Южной Америке, а также в Северной Африке. Термозоны V и IV свойственны, главным образом, Северной Америке и Евразийскому материку.
При рассмотрении этих зон возникает вопрос, насколько правомерно отнесение к одной и той же зоне таких мест, как, например, Ленинградская область и Дальневосточное Приморье. Но при этом следует принять во внимание то обстоятельство, что рассматриваемая карта термозон мира отражает лишь самые общие различия в тепловом балансе отдельных зон. Так, на карте растительности (БСАМ) и Ленинградская область и Приморье отнесены к одной растительной зоне—зоне хвойных лесов умеренной зоны; на почвенной карте мира (БСАМ) оба эти района располагаются в одной и той же зоне подзолистых почв.
Сказанное, конечно, не следует понимать как отрицание значения других климатических характеристик, например, годового хода температур или сезонного распределения атмосферных осадков. В данном исследовании руководящим было стремление найти наиболее общие почвенно-климатические соотношения.
Но, например, в случае термозон II и III оказалось необходимым привлечь, в части температурных характеристик, помимо средней годовой температуры, еще и среднюю температуру активного периода . Районы этих зон, залегающие в условиях морского и слабо континентального климатов и имеющие температуру активного периода менее 8—9°, должны быть отнесены к тундровой зоне.
Как видим, карты гидрозон и термозон, составленные на основе графика гидротермотипов (климатипов), действительно расчленяют поверхность суши на характерные зоны увлажнения и тепловые зоны. При этом, если тепловые зоны в некоторых случаях нуждаются в дополнительных характеристиках, гидрозоны находятся в полном соответствии с существующими представлениями о ландшафтах отдельных районов суши.
Как и следовало ожидать, с гидрозонами и термозонами совпадают и основные почвенные зоны. С целью более строгого определения сопряженности почв с гидро- и термозонами была составлена, путем совмещения карт гидро- и термозон, карта наиболее распространенных гидротермотипов. Она была наложена на почвенную карту мира и путем упрощенного планиметрирования был найден состав почвенных типов в пределах отдельных сочетаний гидро-и термозон. Полученные данные сгруппированы раздельно по тидро- и термозонам и затем найдено относительное распределение почвенных типов, выделенных на почвенной карте мира (БСАМ) по отдельным гидро- и термозонам. Результаты этой обработки выражены графически
Рассмотрим последовательно климатические закономерности распределения всех основных почвенных образований мира, начав с выяснения зависимости их распространения от условий увлажнения.
Почвы тундр залегают в условиях „лесо-степногоа увлажнения (DE) и во влажной зоне (Е, EF). В настоящее время имеется достаточно данных, чтобы говорить о подразделении тундр по условиям увлажнения. Например, на более влажный климат западной части типичной тундры (таймыро-анабарской) и более сухой восточной (DE)— таежной тундры указывает С. П. Суслов (1947), отмечающий также наличие в тундре своеобразных арктических карбонатных солончаков. На наличие солевых скоплений в условиях Шпицбергена указывал и Ю. А. Ливеровский (1937).
Эти солончаки развиваются при глинистых грунтах в условиях теплого лета и слабой выщелоченности почв вследствие наличия слоя вечной мерзлоты. Отдельные районы тундры исключительно бедны осадками.
Но надо заметить, что несмотря на сухость и сравнительно теплое лето, заболоченность почв крайнего севера—Якутии и Дальнего Востока очень велика и больше, чем заболоченность западных тундр. Б. Н. Городков (1932) объясняет это явление усиленной конденсацией паров воздуха в период теплого лета, вследствие особенно низкой температуры слоя вечной мерзлоты, залегающего близко от поверхности земли. Особенно низкая температура слоя вечной мерзлоты обусловлена сильнейшими зимними холодами при слабом снеговом покрове северо-восточной Азии. Однако сфагны, развитию которых способствует хорошее прогревание поверхностных слоев почвы в течение бездождного и теплого лета, не образуют обширных верховных торфяников даже на равнинных водоразделах, где господствуют заболоченные лишайниково-сфагновые лиственичные леса.
Следовательно, имеется достаточно оснований выделять среди подзолистых почв хвойных лесов районы, характеризующиеся почвообразованием, развивающимся в условиях относительно меньшего увлажнения, когда под влиянием олуговения растительности, несильно выраженный подзолистый процесс легко сменяется дерновым.
Оподзоленные почвы лесостепи приурочены, как и следовало ожидать, по преимуществу к переходной зоне DE (60%) и затем к влажной зоне—Е, EF, F. В последнем случае можно допустить, что почвы, относимые к оподзоленным лесостепи, но залегающие в зоне Е, являются почвами, развившимися на месте сведенных лесов.
Распространение бурых лесных почв замечательно строго приурочено к влажной (подзолистой) зоне (98% vB Е, EF, F). Столь же строгую приуроченность к влажной зоне (Е, EF, F) обнаруживают ^желтоземы и красноземы субтропиков (87%), а также тропические крас- ноземы, большей частью оподзоленные (84%). При этом нужно отметить, что и латериты приурочены по преимуществу к этой влажной зоне (74%) и лишь примерно 1/4 их площади развита в условиях переходного режима увлажнения (DE).
Из числа почвенных образований, обнаруживающих при этом исследовании в своем распространении ясную связь ^с^л и матом, надо отметить еще песчаные и каменистые nnuR^f пугтин\ на 4/5 развитых в крайне сухой зоне (Л, АВ) и на в сухой (полупустынной) зоне (В, ВС).
Довольно определенной климатической физиономичностью характеризуются сероземы, приуроченные, главным образом, к сухой полупустынной зоРГГ~(В, ВС—около 60%) и крайне сухой зоне (А, АВ— 27%).
Черноземы развиты в зоне уравновешенного увлажнения (D—43%) и затем в переходной (лесостепной) зоне (DE—37%). Наличие в зоне DE черноземов, наряду с оподзоленными почвами лесостепи (см. выше), вполне закономерно, если учесть, что в этой зоне с переходным режим-ом увлажнения лес и степь легко замещают друг друга. Таким образом, черноземы на 90% размещаются в условиях гидрофон D и DE.
Каштановые почвы на 50% приурочены к засушливой зоне (CD, С, т. е. к зоне сухих степей), а в остальной части—к зонам сухой (В, ВС) и уравновешенного увлажнения (D). Если мы примем во внимание известную условность в признаках и номенклатуре таких образований, как „темные сероземы", с одной стороны, и с другой,—„южные и малогумусные" черноземы, то наличие каштановых почв в зонах В, ВС и D не должно вызывать особых недоумений.
Аналогом черноземов по условиям увлажнения являются красно- бурые почвы саванн, также почти на 90% приуроченные к гидрозонам D и DE. Черные почвы саванн развиты в значительной части в более сухой зоне (CD), распределяясь почти на 65% в пределах зон CD и D.
Слабо выщелоченные почвы сухих вечнозеленых лесов и черно- земновидные почвы прерий отличаются довольно широкой гаммой условий увлажнения ареалов их распространения.
б) Исследование состава почв по гидротермотипам на основе данных по Советскому Союзу
Естественно, возникло желание подтвердить справедливость установленных почвенно-климатических закономерностей и на примере территорий с более подробно выявленной географией почв.
С этой целью по картам средней годовой температуры и годовой суммы осадков составлена карта гидрозон Советского Союза. При сопоставлении ее с почвенной картой, полученной схематизацией почвенной карты из Большого Советского Атласа Мира, между этими двумя картами—гидрозон и фактической почвенной — обнаруживается совершенно очевидное соответствие ( 38).
Приуроченность отдельных почвенных типов и подтипов к определенным гидротермотипам подтверждается и путем построения почвенных спектров по гидрозонам ( 39). Почвенные спектры получены путем планиметрирования площади отдельных почвенных типов и подтипов, встречающихся в пределах той или другой гидрозоны и последующего определения процентного их соотношения в пределах каждой гидрозоны .
Расчеты сделаны для части Советского Союза, расположенной к западу от меридиана, наиболее близкого к основному направлению р. Енисей. Эта часть Советского Союза принята из тех соображений, что на этом пространстве горизонтальная почвенная зональность выражена в наиболее ясной форме. К востоку же от р. Енисей законов мерности горизонтальной зональности осложняются горным рельефом.
Как видим, каждая гидрозона характеризуется вполне определенным составом почвенного покрова. Хотя в пределах отдельных гидро- зон встречается несколько почвенных типов, но из них какой-либо один явно преобладает.
Заслуживающее большого внимания явление отмечается и на пространстве к востоку от р. Енисей. По карте гидротермотипов, Центральная Якутия оказывается в зоне лесостепи, а не в лесной зоне с подзолистыми почвами, как это обычно принимается и уже было отмечено выше (стр. 198).
а) Почвенные спектры но гидротермотипам в пределах Советского Союза к западу от р. Енисей (процентное отношение площади почвенных типов и подтипов
в пределах каждого гидротермотипа).
б) Фитоспектры по почвенным типам и подтипам в пределах Советского Союза к западу от р. Енисей (процентное отношение площади под теми или другими типами растительности в пределах почвенных ареалов)
Возникает вопрос: какова относительная мера, связи между установленными гидрозонами и фактическим распределением почв на территории Советского Союза сравнительно со связями по другим элементам природного комплекса? Вопрос выясняется в весьма наглядной форме путем определения фитоспектров по отдельным почвенным зонам в пределах той же части Советского Союза, которая была принята и для определения почвенных спектров ( 39 б). Сопоставляя почвенные спектры по гидротипам с фитоспектрами по эквивалентным почвенным зонам, легко убеждаемся, что сопряженность между гидрозонами и почвами, с одной стороны, и почвами и растительностью— с другой, выражена в совершенно равной мере.
Следовательно, предложенная система почвенных гидротермотипов выявляет объективно существующие почвенно-климатические закономерности с достоверностью, не меньшей, чем та, с которой обнаруживается фито-почвенная сопряженность, признаваемая безусловно существующей. Это наблюдение хорошо иллюстрирует теснейшую взаимосвязь всех компонентов географической среды.
Таким образом, при всей сложности почвенно-климатических соотношений, распределение почв в равнинной части Советского Союза обнаруживает ясную зависимость его от таких простых климатических характеристик, как средняя годовая температура и годовое количество осадков.
Принципиально важно рассмотреть почвенно-климатические соотношения на примере горных стран. С этой целью обратимся к данным по Азербайджанской ССР.
Так, горно-луговые почвы и почвы палевоподзолистые оказываются явно приуроченными к одним и тем же гидротермическим условиям—гидротермотипу Е IV; очевидно, их следует рассматривать как стадии почвообразования, развивающиеся в связи со сменой растительности. Действительно, они и географически размещаются, сменяя друг друга на небольших расстояниях. Можно также допустить, например, что леса в этой зоне могут существовать лишь при наличии достаточно мощного мелкоземистого корнеобитаемого слоя, не промерзающего на всю глубину до каменистой подстилающей породы.
Далее, спектр бурых лесных почв под более сухими лесами (а), т. е. почвы, которые были выделены С. А. Захаровым (1924) под наименованием коричневых, близко повторяет спектр черноземов про- градированных (или черноземов послелесных); в этом случае обнаруживается генетическая связь, ранее уже установленная почвоведами Азербайджана.
Наконец, можно говорить о генетической связи темнокаштановых и серо-каштановых почв, рассматривая последние в качестве после- лесных.
Бурые лесные почвы (б) строго приурочены к гидротермической зоне Е V. Черноземы высокогорные в действительности развиваются, повидимому, в условиях более сухого климата горных долин, своеобразие которого не отражено, вследствие схематичности карты гидротермотипов, или они являются дерновыми послелесными почвами. Генетическая природа каштановых и светлокаштановых почв Азербайджана, обнаруживающих хорошую гидротермическую приуроченность, нуждается в уточнении путем подразделения их на каштановые и темно- каштановые. При этом почвы, ныне выделяемые под наименованием темнокаштановых должны быть расчленены на черноземы малогумус- ные и собственно темнокаштановые. Сероземы очевидно представлены двумя подтипами: обыкновенными и светлыми. Желтоземы—почвы преимущественно влажного субтропического климата и близкого к нему.
Как видим, анализ почвенно-климатической сопряженности на примере Азербайджана—страны, в значительной части горной и притом с очень различными климатическими условиями,—вполне подтвердил приложимость системы почвенных гидротермотипов и к подобным своеобразным почвенно-климатическим условиям.
Последнее заключение заставляет сделать вывод принципиального порядка: почвенно-климатические соотношения как для почв равнин, так и для почв горных стран имеют однозначную сущность и в своей основе подчинены общим закономерностям.
Этот вывод расходится с рядом имеющихся в литературе высказываний, подчеркивающих, наоборот, особое своеобразие горных почв.
Результаты некоторых новых почвенно-региональных исследований также убеждают в необходимости отказаться от прежнего противопоставления почв равнинных и горных стран. В этом смысле интересны данные по Казахстану.
М. А. Глазовская, рассмотрев почвы горных областей Казахстана и условия их формирования, пришла к выводу, что среди почв горных областей Казахстана нет таких, которые отсутствовали бы в тех или других равнинных местах, или существование которых в равнинных условиях нельзя было бы допустить. М. А. Глазовская пишет: „Мы приходим к заключению, что особых генетических типов „горных почвв нет, за исключением, может быть, высокогорных лугов и степей. Но по всей вероятности и последние можно рассматривать, как особые подтипы луговых или лугово-степных почв. Большинство почв, относимых в настоящее время к „ горным % мы склонны рассматривать как подтипы и разновидности соответствующих по типу почв равнин. Термин „горные почвы" или вернее „почвы горных областей* может, как нам кажется, применяться лишь как понятие географическое. Он должен указывать на особенности распределения почв: прерывность почвенного покрова, обилие маломощных каменистых разностей, широкое распространение примитивных почв, представляющих самые начальные стадии процесса почвообразования того или иного типа" (1949, стр. 195—196).
Заключение об отсутствии принципиальных различий между почвами горных и равнинных стран сделал и Б. Ф. Петров (1952) в результате изучения почв Алтайско-Саянской области.
Может быть приведен и ряд других данных, подтверждающих отсутствие принципиальных различий между почвообразованием на равнинах и в горах. Напомним, например, наличие такого „типичного* тундрового явления, как образование морозных пятен как в арктических тундрах, так и в альпийской зоне Восточного Памира (стр. 161). На северном склоне горы Севсар (Армения), на высоте около 3000 м также была обнаружена вечная мерзлота (Мириманян, 1934, 1937).
Следовательно, выполненное сравнительное исследование, а также результаты новейших почвенно-региональных работ приводят к заключению, что в основе почвенно-климатических соотношений как в равнинных, так и в горных странах лежат общие закономерности.
в) Почвенно-климатические соотношения на примере США
Произведено также рассмотрение почвенно-климатических соотношений и на примере США. На территории, занимаемой США, наблюдается очень широкое зональное изменение климатических условий. Вместе с этим на территории США столь же существенно изменяются и почвы, обнаруживая в своем распределении очевидную связь с климатическими условиями. В этом территория США имеет черты большого сходства с территорией Советского Союза.
Наряду с этими общими лочвенно-географическими чертами, территории СССР и США имеют и черты различий в почвенной географии. Дело в том, что в Северной Америке почвенные зоны: подзолистая, черноземная, каштановая и сероземная располагаются в порядке меридиональной зональности ( 44). В пределах же Советского Союза эти же зоны имеют широтное направление. Отмеченное различие нередко привлекалось в качестве примера, якобы свидетельствующего о нарушении закона горизонтальной зональности почв.
Поэтому становится особенно интересным исследование почвенно- климатических соотношений также и на примере США.
В почвенном покрове США отчетливо обнаруживается зональность в двух направлениях: в меридиональном направлении с востока на запад имеем смену почв от подзолистых до сероземных и, затем, зональность широтную—примерно южнее параллели 35° с. ш. распространены желто и красновато окрашенные разности—желтоземы и красноземы субтропиков, красноватые почвы прерий, красновато-каштановые, красноватые пустынные почвы (Марбут, 1935; Келлог, 1938; Виленский 1936, 1945).
Наиболее влажны восточные штаты, где выпадает осадков от 750 до 1500 мм (Аппалачи и побережье Мексиканского залива). Средняя зона США характеризуется количеством выпадающих осадков от 750 до 400 мм. Западные штаты отличаются большой сухостью—осадки выпадают в количестве всего 400—200 мм.
Еще более строго зонально меняются температурные условия. На крайнем юге США—на побережье Мексиканского залива—средняя годовая температура составляет 20—22°. К северу же климат постепенно становится более холодным. Северным штатам присущ климат со средней годовой температурой, приближающейся к 0°.
Карта гидротермотипов США ( 45) была получена на основе карты осадков из Большого Советского Атласа Мира и специально составленной карты средней годовой температуры, не приведенной к уровню моря. Надо отметить, что использованные карты в значительной мере носили схематический характер. Достаточно указать, что для составления карты средних годовых температур использованы оказавшиеся доступными автору данные всего по 60 метеорологическим станциям США. Следовательно, и составленная по ним карта гидротермотипов является достаточно приближенной.
В связи с этой, как бы взаимно перекрещивающейся зональностью,—по условиям увлажнения и термической, на территории США создаются весьма разнообразные климатические сочетания.
Различие номенклатур по этим двум картам в части черноземов и каштановых почв наводит на мысль о наличии известных расхождений в определении почвоведами почв СССР и США. Предположительно можно допустить, что почвоведы США относят к черноземам почвы, в сущности, являющиеся выщелоченными черноземами, а частью и лугово-дерновыми почвами (из группы „прерийных"). Часть черноземов при этом, повидимому, отнесена почвоведами США и к каштановым почвам. К последнему, возможно, повело то обстоятельство, что среди черноземных почв США много красновато окрашенных (коричневатых), залегающих в умеренно-теплой и субтропической зонах.
Таким образом, и на примере исследования почвенно-климатических соотношений на территории США, имеющей своеобразную географию почвенных зон, убеждаемся в общей справедливости системы гидротермотипов.
Почвы и растительность находятся в тесной взаимозависимости между собой. Поэтому, естественно, возникла мысль проверить справедливость найденной системы гидротермотипов путем исследования фито-климатических соотношений тем же путем, как это было сделано в отношении почв. Первый этап этого исследования заключался в следующем (Волобуев, 1947).
На мировую карту растительности накладывалась восковка с нанесенными изогиетами годовых сумм осадков и изотермами средних годовых температур, и для ряда точек, располагавшихся по периферии контуров того или другого типа растительности, определялись климатические координаты данного растительного ареала . Полученные климатические характеристики точками наносились на прямоугольную систему координат с ординатой—средняя годовая температура и абсциссой—годовая сумма осадков. Затем вся совокупность нанесенных точек климатических отметок по тому или другому типу растительности очерчивалась общим контуром и таким образом получался фито-кли- матический ареал данного типа растительности.
Рассмотрение фито-климатических ареалов основных типов растительности показывает, что они как по общим очертаниям, так и расположением в системе климатипов весьма определенно делятся на две группы ( 48). Одну составляют ареалы пустынь, полупустынь и сухих степей, располагающиеся в пределах гидрорядов А, В,.С и частью в переходном CD. Другую группу составляют ареалы, располагающиеся в гидрорядах D, Е и частью в переходном CD от арктической зоны до экваториальной и образующие следующий общий фиторяд: тундры, хвойные леса, смешанные хвойно-широколиственные леса, сбрасывающие листву на зиму, вечнозеленые леса субтропиков, тропические леса, сбрасывающие листву на сухое время года, гилеи.
Вместе с этим, особый интерес вызывает положение в системе гидротермотипов ареала степей, прерий, пампас, а также саванн. Фито-климатические ареалы этих типов растительности не образуют своего особого ряда, переходного между сухими степями и лесами, а располагаются в системе гидротермотипов так, что своими центральными участками накладываются на гидроряд D (черноземный), т. е. на аридную периферию лесной группы ареалов. Поэтому последнюю правильнее рассматривать в качестве зоны, в которой растительные соотношения неустойчивы и склонны в взаимозамещениям.
Особый характер в фито-климатическом отношении гидроряда D может также найти объяснение в специфических качествах водного баланса этого гидроряда. Гидроряд D имеет уравновешенный водный баланс, т. е. испарение равно количеству выпадающих осадков. Вместе с тем, условия атмосферного увлажнения в этом гидроряде легко могут быть нарушены местными факторами как в сторону увеличения увлажнительного эффекта данного количества атмосферных осадков, так и в сторону его уменьшения (например, в связи с рельефом, породами и др.).
Наряду с довольно определенными общими фито-климатическими закономерностями, имеются взаимные наложения ареалов. Эти наложения связаны, повидимому, с различиями в характере распределения осадков на протяжении года. Так, ареал пустынь оказывается в основном приуроченным к климату с сухой зимой, тогда как ареалам полупустынь, сухих лесов и кустарников свойственны климаты с сухим лериодом в другое время года. Однако, нельзя, например, ожидать, что пустыни в пределах своего фито-климатического ареала были бы «одинаковы как в гидроряде Л, так и в гидроряде В. То же необходимо сказать и в отношении полупустынь и других формаций. С сухой „зимой" связано и возникновение тропических лесов, сбрасывающих листву на сухое время года. Основываясь на рассмотренных фито- климатических отношениях, а также учтя характер почв отдельных гидрорядов, можно построить следующую фито-климатическую систему, отражающую самые общие фито-климатические отношения;
Эта фито-климатическая система находится в известном соответствии: с предложением акад. В. Л. Комарова (1921)—наложить на гумбольд- товские широтные (термические) поясы меридиональные зоны (в сущности являющиеся зонами увлажнения) и этим получить флористические округа, каждый со своим климатом, почвой и своим эндемизмом, а также господствующим растительным пейзажем.
Естественно, возникло желание проверить на отдельных примерах соответствие предложенной фито-климатической системы с действительными закономерностями в распределении растительности.
Сопоставление полученной карты фитогидрозон с картой растительности, полученной путем уменьшения и обобщения карты раститель*-
ности Советского Союза из БСАМ ( 49 б), обнаруживает совершенно очевидное соответствие между этими дву мя картами—фактической и я идеальнойа. Это соответствие хорошо подтверждается также фитоспектрами ( 50).
Таким образом, при всей сложности фито-климатических соотношений, распределение растительности в равнинной части Советского Союза обнаруживает ясную зависимость от таких простых характеристик, как средняя годовая температура и годовое количество осадков. Приведенные материалы подтверждают, что предложенная фито-климатическая система отражает в виде общей закономерности отношения между климатом и растительностью. Показательные результаты рассмотрения фито- климатических соотношений на территории СССР побудили произвести дальнейшие исследования • фито-климатических зависимостей в общем для всей земной суши.
С этой целью была взята карта растительности из БСАМ, на нее наложены контуры гид- ротермотипов и затем по каждому более или менее распространенному гидротермотипу определена площадь, занятая тем или другим типом растительности. Результаты этих определений были в дальнейшем сведены по гидрозонам и термозонам и выражены в процентном распределении по тем или другим зонам. Полученные данные графически представлены на 51, ознакомившись с которым нельзя не придти к заключению о наличии достаточно явственно выраженной фито-климатической сопряженности.
Тундры и хвойные леса умеренных широт приурочены, главным образом, к гидрозонам DE и Е, EF. Смешанные хвойно-широколист- венные леса, лиственные леса, сбрасывающие листву на зиму, вечнр- зеленые лиственные и хвойные леса субтропической и тропической зон, влажные вечнозеленые тропические леса (гилеи) вполне явственно приурочены по преимуществу к гидрозоне Е, EF и в небольшой мере к более сухим гидрозонам (DE, D). Саванны, степи, прерии и пампасы размещаются в пределах гидрозон С, CD, DDE, т. е. в сухо- степных, степных и лесостепных. Тропические редкостойные леса, полупустыни и пустыни в основной своей части приурочены к сухим гидрозонам—Л, АВ, В, ВС, т. е. пустынным и полупустынным.
Не менее выражена и термозональная приуроченность растительности. Тундры, хвойные леса умеренных широт, смешанные хвойно- широколиственные леса очень последовательно распределяются в термозонах от / и II до V и VI. Лиственные леса, сбрасывающие листву на зиму, в наибольшей части приурочены к термозоне V. Очень хорошую приуроченность к субтропической термозоне (VI) показывают вечнозеленые лиственные и хвойные леса, а также полупустыни. Влажные вечнозеленые леса (гилеи), тропические редкостойные леса и кустарники, саванны, можно сказать, полностью находятся в тропической термозоне VII. Степи, прерии и пампасы развиты в довольно» широкой гамме термозон—в термозонах IV, V, VI. Пустыни размещены, главным образом, в субтропической и тропической (VI, VII) термозонах.
Предлагаемое распределение типов растительности в гидротермической системе следует рассматривать только как отражающее наиболее широко распространенные стадии формирования растительности на современной фазе развития географической среды. При иных сочетаниях условий, имеющих более ограниченное распространение, или при иной истории геологического развития и фито-ареалы будут смещаться в гидротермической системе. Ясно также, что представленные на. 52 главнейшие типы растительности сопряжены с большим числом менее распространенных растительных группировок, в своей совокупности выражающих конкретную сложность строения и развития растительного покрова.
Учитывая внутренне противоречивый характер формирования растительных сообществ, нельзя при этом отрицать того, что взаимодействие растений между собой, как и взаимодействие фитоценозов, будет отличаться чертами большего или меньшего своеобразия в связи с общим климатом. Отражением этого и является распределение современной растительности в легко обнаруживаемом соответствии с климатическими зонами и областями.
Конечно, данное исследование фито-климатической сопряженности является, так сказать, лишь первым приближением по пути выяснения весьма сложного взаимодействия. Сложность этого взаимодействия обусловлена как историческими моментами, так и фактически многообразным содержанием фито-климатических соотношений. Несомненно,, принятые климатические показатели—средняя годовая температура воздуха и годовое количество осадков—лишь в первом приближении характеризуют климатические условия существования растений.
Таким образом, есть все основания сказать, что несмотря на „приближенный" характер принятых климатических показателей, фито-кли- матические соотношения, отраженное в гидротермической системе ( 52), носят вполне реальный и объективный характер. Система гидротермотипов выражает наиболее общие закономерности фито-кли- матической сопряженности и устанавливает определенные климатические качественно-количественные рубежи, сложившиеся в процессе исторического развития растительного покрова земли во взаимодействии со средой. Задачу дальнейших исследований можно, в частности, видеть в том, чтобы сделать климатические характеристики более конкретно выражающими сущность взаимодействий между растением и средой.
Исследования в направлении углубления понимания сущности фито- климатических соотношений далеко не исчерпываются выяснением1 исторических моментов или уточнением физического содержания климатических характеристик. Помимо исследования географических закономерностей распределения типов растительности в связи с климатом, необходимо изучить также и закономерности изменения физиологических функций растений в связи с влиянием климатических агентов.
Наконец, если воспринимать фито-климатическую сопряженность, представленную на 52, только как выражение пространственных закономерностей, то ее, безусловно, следует оценивать как очень большую схематизацию наблюдаемых географических соотношений. Действительное географическое размещение растительности определяется как всей совокупностью условий среды, так и закономерностями развития самих растительных ценозов. Но при этом несомненно также, что 52 является обобщением огромного числа фактических фито-климатических соотношений и, следовательно, установленная гидротермическая сопряженность выражает некоторые наиболее общие закономерности этого рода.
Академик В. Н. Сукачев (1947, 1949, 1951) в своем учении о биогеоценозе указывает, что биогеоценоз и географический ландшафт не являются тождественными понятиями. Понятие биогеоценоз же понятия географический ландшафт. „Конкретные биогеоценозы объединяются в типы биогеоценозов и другие высшие таксономические единицы по признаку большего или меньшего сходства взаимодействия между их компонентами, независимо от близости или отдаленности их пространственного размещения. Биогеоценоз является составной частью ландшафта" (1950, стр. 462—463). Как отмечает Б. Н. Сукачев, при изучении биогеоценоза главное внимание сосредоточивается на взаимодействии составляющих его компонентов и на процессе обмена веществом и энергией между ними, атакже'и с явлениями окружающей их природы. Таким образом, главное отличие биогеоценоза от ландшафта заключается в том, что все категории ландшафта относятся к единицам районирования территории (т. е. к хорологическим единицам), а биогеоценоло- гические таксономические единицы таковыми не являются.
Установленная сопряженность растительности с гидротермическими условиями, представляет, очевидно, определенный интерес для изучения существа взаимодействия между фитоценозом (входящим в биогеоценоз) и климатом, как указывающая некоторые общие закономерности и порядок количественных характеристик фито-климати- ческих соотношений.
Выделение в пределах координатного гидротермического графика определенных терморядов и гидрорядов привело к системе почвенных гидротермотипов.
Система почвенных гидротермотипов имеет сложное содержание. В ее основе лежит взаимосвязь, присущая географическому единству. Вместе с этим, гидротермическая система, наряду с выражением географического единства, отражает и характерные качества отдельных компонентов, входящих в единство.
Гидротермическая система является, во-первых климатической системой и отражает наиболее существенные для почвообразования и растительности различия в климатических условиях. Существенность выявляемых климатических различий заключается, в частности, в том, что с их закономерным изменением связано закономерное изменение некоторых общих свойств почв и растительности.
.Почвенное" содержание системы гидротермотипов, отражающее географическое единство, также в известном смысле самостоятельно. Правомерно утверждение, что распределение почв в системе гидротермотипов, выявленное из анализа почвенно-климатических соотношений, могло бы быть произведено и исходя только из их свойств. Причину, лишавшую возможности сделать это ранее и затрудняющую решение этой задачи в настоящее время, следует видеть в недостаточном фактическом знании свойств и происхождения почв многообразного почвенного покрова земли. Графическое изображение системы гидротермотипов, в котором почвы и климат представлены в закономерном и сопряженном виде, об ле гч ает приведение их в систему по их собственным свойствам. Такой же смысл имеет и составление карт гидротермотипов. Они иадеют целью раскрыть фактическое „почвенное" содержание гидротермотипов. Придание гидротермотипам почвенных наименований, как и составление „идеальных" почвенных карт, —тоже один из методов исследования почвенно-климатической сопряженности. Составление „идеальной" почвенной карты и доказательство соответствия ее действительной географии почв—лишь один из методов проверки и подтверждения справедливости найденной основной почвенно-климатической зависимости, выраженной в форме графика почвенных гидротермотипов.
В соответствии со всем этим, графическую сопряженность почв, растительности и климата (взятого лишь в главных и обобщенных элементах) не следует воспринимать ограниченно, как утверждающую буквальное соответствие некоторых почвенных и растительных совокупностей тем или другим определенным количественным значениям принятых климатических элементов. Гидротермическая система выражает наиболее общий порядок этих закономерных соотношений.
Вместе с этим, гидротермическую систему не следует, очевидно, рассматривать как схему, будто бы лишь приближенно выражающую сложные в действительности взаимоотношения.
Показанная возможность сведения главных генетических типов почв мира в одной системе и выявленное наличие в этой сопряженности существенных и общих закономерностей приводит к заключению, что система гидротермотипов выражает главнейшие закономерности почвенно-фито-климатических соотношений на земной суше. А мы знаем, что наиболее общими на земной поверхности являются соотношения, обусловленные наличием первичных климатических поясов. Поразительное соответствие „идеальных" и действительных почвенных карт и карт растительности служит хорошим подтверждением, что система гидротермотипов действительно отражает общие зональные соотношения.
Это заключение не только не пренебрегает другими моментами, определяющими почвенно-фито-климатические отношения во всей их сложности, но предполагает наличие закономерных соотношений более местного порядка.
Изменение почв в пределах гидротермотипов связано, прежде всего, с эволюцией растительности и рельефа, так же как и культурными влияниями, а вместе с ними местного климата и микроклимата, т. е. связано с эволюционной сменой типов (стадий) почвообразования.
Исследование фито-климатических соотношений на одной общей основе с почвенно-климатическими, с помощью. гидротермической системы, позволяет углубленнее представить сложную фито-почвенно- климатическую зависимость, т. е. ближе подойти к конкретной сущности развития противоречивого природного единства.
К содержанию книги: В.Р. Волобуев. Почвы и климат
Смотрите также:
Последние добавления:
Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ
Биогеоценология Почвоведение - биология почвы