 |
|
|
Почвы и климат |
|
|
|
Почвы и климат |
|
Содержание:
|
«Только исходя из чисто научного диалектического исследования вопроса, можно придти к противоположному концу пути— практическому выводу. И пример других наук показал, что наиболее короткий путь между этими двумя противоположными точками—прямая линия, их соединяющая— есть путь изучения генезиса и неразрывно с ним связанной эволюции всякого явления в их причинных соотношениях с эволюцией элементов среды, в которой протекает изучаемое явление".
В. Р. Вильямс (1926)
О ПОЧВЕННЫХ ОБЩНОСТЯХ
После того, как рассмотрены многочисленные литературные материалы и данные по вопросу почвенно-климатических соотношений, произведено специальное сравнительное исследование почвенно-климатических закономерностей, естественно поставить вопрос: что же является наиболее общим, наиболее существенным в сложной связи почв с климатом?
Одним из основных положений докучаевского почвоведения является формула о совокупности роли факторов—почвообразователей. Эта формула в настоящее время должна быть разъяснена в свете сказанного В. Р. Вильямсом в отношении равнозначим ости или незаменимости факторов жизни растений (собр. соч., т. VI, стр. 30—31). Теоретически между почвообразователями (материнская порода, климат, растительность, рельеф страны, возраст) нет ни более, ни менее важных. Лишь при наличии всех почвообразователей мыслимо образование почвы.
Но это положение необходимо воспринимать в свете диалектики развития. В процессе развития почвообразования, на отдельных его этапах, значение тех или других почвообразователей неизбежно опосредствуется как относительное.
В. И. Ленин и И. В. Сталин, развивая марксистскую диалектику, показали, что в совокупности условий, связей надо уметь находить в каждый данный момент главное, основное, существенное. Это положение диалектического материализма дает возможность в практической деятельности правильно направлять усилия на „решающее" звено в цепи задач. Вместе с этим оно важно и в познавательном отношении, указывая на необходимость в любом явлении находить существенные связи в их развитии.
Акад. А. И. Опарин (1953), останавливаясь на задачах, выдвигаемых перед различными биологическими дисциплинами в связи с их ролью в раскрытии основных закономерностей природы и использованием этих закономерностей в практике коммунистического строительства, в частности отметил, что „в настоящее время перед советскими почвоведами стоит задача разработки главнейших теоретических проблем, связанных с генезисом почв и развитием их плодородия на основе глубокого изучения совокупности почвообразующих факторов и учета ведущей роли организмов в этих процессах".
Современное генетическое почвоведение, созданное трудами В. В. Докучаева, П. А. Костычева, В. Р. Вильямса и их учеников и последователей, в своем развитии опирается на принципы советской биологической науки,—той науки, которая, „вооруженная могучим методом познания природы—марксистской диалектикой, и развивающаяся на принципах учений И. В. Мичурина и И. П. Павлова, в настоящее время занимает самые передовые, самые прогрессивные позиции в мировой наукеа (А. И. Опарин, 1953).
Советская биологическая наука признает основным законом развития органической природы закон единства организма и условий жизни. Из этого закона вытекают коренные биологические понятия.
Единство организма и среды—единство противоречивое, причина и следствие меняются местами, развивается борьба между старым и новым.
Условия жизни имеют определяющее значение. Но и организмы не являются пассивными. Организмы проявляют избирательное отношение к условиям среды, т. е. проявляют специфичные реакции в отношении определенных элементов среды. Вместе с этим, организмы, входя в неразрывную связь со средой, развиваясь под воздействием условий жизни, сами в процессе жизнедеятельности активно воздействуют на среду, изменяют ее. Правильное понимание единства организма и условий жизни заключается в признании определяющей роли среды и активного отношения организмаi к воздействиям со стороны условий жизни.
Таким образом, для советской биологии неприемлемы как недооценка роли условий жизни в развитии организмов, так и игнорирование своеобразия реакции организмов на эти условия соответственно своим особенностям. „Мичуринско-павловская биология, утверждая активную роль организма в единстве его со средой, разбивает как представление о том, будто организм является пассивным объектом среды, так и положение о спонтанности,—об индетерминированном характере развития организмов' (Новинский, 1951, стр. 209—210).
Эти положения советской биологии выдвигают и в проблеме почвенно-климатических соотношений задачу определения тех связей, ,через посредство которых осуществляется одна из сторон единства почв и условий их формирования,—почвенно-климатической взаимосвязи.
В предыдущих главах были рассмотрены многие проявления влияния климата на почву, а также взаимодействие между ними. Рассматривая это взаимодействие в аспекте задач определения существенных связей, мы должны будем прийти к заключению, что оно носит весьма различный характер. Так, например, механическое воздействие элемента климата—ветра на почву, хотя в некоторых случаях и весьма значительно сказывается на почвообразовании, не может признано существенным; оно не является обязательным, определяющим почвообразование. Не является таковым также, например, и привнос в почву минеральных веществ с выпадающими атмосферными осадками, хотя это явление в определенных условиях тоже приобретает значимую роль в почвообразовании. Имеется ряд и других влияний климата на почву, так же как и обратных воздействий (например, изменение газового состава воздуха), которые, хотя и относятся к сложному явлению связи между почвой и климатом, не могут, однако, быть признаны существенными.
Наряду со всем этим, всё рассмотренное выше убеждает, что наиболее существенным в сложной связи между почвой и климатом должен быть признан обмен теплом и влагой между атмосферой и почвой. Как факторы жизни растений, тепло и влага действительно являются существенными условиями. Тепловые условия и условия влажности определяют течение биологических процессов в почве, они существенны и для реакций минеральных преобразований в коре выветривания. Наряду с этим, почва вместе с растительным покровом оказывает огромное влияние на соприкасающийся с ними слой атмосферы, значительно изменяя его тепловой и водный балансы.
Таким образом, обмен теплом и влагой является наиболее общим и значительным, наиболее существенным элементом взаимосвязи между почвой, растительностью и климатом. Водно-тепловой обмен между почвой и атмосферой получает конкретное выражение в форме водно- теплового режима почвообразования, понимая под последним гидротермический режим почв и приземного слоя воздуха в их взаимосвязи. Водно-тепловой режим почвообразования наиболее значимым образом опосредствуется в форме определенных реакций синтеза и разрушения органического вещества—главного фактора почвенного плодородия. Вот почему при исследования взаимосвязи между почвой и климатом самое серьезное внимание должно быть уделено рассмотрению закономерностей связи почв с гидротермическими условиями среды.
Из рассмотрения графиков закономерных изменений содержания гумуса ( 64, 67), С02 почвенной извести ( 77, 78) и рН почв ( 85) в связи с климатическими условиями вполне убедительно выясняется, что поле почвенно-гидротермического графика должно быть подразделено на три пояса: верхний, средний и нижний. Наиболее характерно выявляется средний пояс. В его пределах изменение рН и содержания гумуса происходит как бы параллельно друг другу и вполне следуя гидрорядам. В этом легко усмотреть соответствие с ясной почвенно-географической зональностью, какая наблюдается на пространстве Советского Союза от сероземов, через черноземы до подзолистых почв. В пределах верхнего пояса изменения рН и содержания гумуса менее согласны и часто при изменении степени увлажненности изменяются с обратным знаком. В этом, может быть, заключается одна из причин известной неясности в представлениях о характере зональной смены почв в условиях жарких климатов. И, наконец, совершенно по-особенному складываются изменения рН, содержания гумуса и степени увлажненности почвообразования в условия холодных климатов.
Из рассмотрения системы главных типов почв мира в ее сопряженности с климатом ( 35) также явствует, что и главные типы почв мира могут быть аналогичным образом объединены в три группы: почвы холодных мест, почвы умеренного климата и почвы жаркого климата. Это заключение, основанное на произведенном сравнительном исследовании, находится в полном согласии с некоторыми имеющимися представлениями о рядах (типах) почвообразования.
Почвенные ряды
Наиболее общего—крупного порядка различия в почвах обнаруживаются в наличии определенных термических рядов почвообразования. На них, как на различия самого крупного порядка, указывали Л. И. Прасолов, И. П. Герасимов, Д. Г. Виленский, С. А. Захаров и др. Вытекают они и из геохимических данных.
Наряду с этим становится ясным, что при вполне очевидном наличии этих главнейших групп почв, составлены они настолько различными почвенными образованиями, что их совершенно невозможно объединить даже под таким широким генетическим понятием как тип почвообразования. Общим для почв той или другой из этих групп является лишь наличие некоторых специфических признаков и, затем, сопряженность с определенными климатическими условиями. Эти группы почв правильнее всего рассматривать в качестве главнейших рядов почвообразования, представленных почвенными типами, носящими в себе некоторые общие черты, генетически связанные с термической зональностью на земной поверхности. Как усматривается из графика почвенно-климатических ареалов ( 22) и системы главных типов почв мира (таблица 10, 35) отличия в почвообразовании в переходных рядах—субарктическом и субтропическом реально воспринимаются только в условиях влажных климатов.
Необходимо различать следующие почвенные ряды:
Различия в характере почвообразования в пределах главнейших термических рядов почвообразования необходимо видеть прежде всего в разных условиях накопления и разложения органического вещества почвы, в разной энергии разложения минералов почвообра- зующих пород, в специфическом минералообразовании, и наконец, в характере термо-физических воздействий.
Низкотермическое почвообразование характеризуется „сильным ослаблением биохимических процессов и процессов вторичного минералообразования; процессы выветривания не глубоки и не создают в почве достаточных запасов питательных веществ. В арктических условиях получают широкое развитие всевозможные морозные проявления: вечная мерзлота, морозное растрескивание, морозное вспучивание грунтов. Почвообразование, вследствие наличия вечной мерзлоты близко от поверхности, охватывает слой очень малой мощности. Это обстоятельство, как и неблагоприятные термические условия, обусловливает существование лишь моховой лишайниковой растительности. Почвообразование протекает преимущественно в условиях кислой ре-4 акции и значительное время в условиях анаэробиозиса, сопровождаясь образованием грубого гумуса и торфянистой массы.
Среднетермическое почвообразование характеризуется умеренной энергией выветривания минералов почвообразующих пород, достигающего глубокой степени лишь при условии большой длительности почвообразования или в условиях наиболее влажного климата. Почвенные коллоидные минералы разнообразны (монтмориллонит, мусковит, серицит, каолинит и др.).
Почвообразование протекает при активной роли гумусовых веществ
Значительно участие растительности в формировании органо-минеральных и минеральных новообразований. Гумусовые вещества определяют процессы структурообразования. Активные процессы гумусообразования противодействуют выщелачиванию питательных веществ из почвы и вообще имеют „защитное44 значение в процессах выщелачивания. В связи со всем этим почвообразование протекает в условиях относитель- тно меньшей концентрации водородных ионов, чем в рядах арктическом и тропическом.
Относительное, а частью и абсолютное богатство почв среднетерми- ческого ряда органическими и минеральными коллоидами обусловливает особенно выраженное значение в жизни почв явлений обменных реакций (осолонцевание, осолодение, оподзоливание; эти явления наиболее типично выражены в терморяде IV).
Высокотермическое (тропическое) почвообразование характеризуется быстротой развития процессов выветривания и разложения органического вещества. Благодаря быстрой минерализации гумусовых веществ, роль их в почвообразовании проявляется в относительно меньшей мере и более явственно выступает значение процессов выветривания, т. е. процессов разрушения минеральной массы почвы. Благодаря быстрому и энергичному отщеплению оснований выветривающихся минералов, гумус тропических почв отличается относительно малой кислотностью. Почвенные растворы, даже при кислой реакции верхнего горизонта, являются слабо кислыми, нейтральными или слабо щелочными (но сильно разбавленными). Такая реакция вызывает подвижность кремнекислоты и осаждение полутораокисей. Энергичное разложение и выщелачивание оснований и кремнекислоты приводит на водоразделах к образованию красноцветной коры выветривания. Быстрое и глубокое разложение минералов почвообразующих пород обусловливает и относительно более быструю утрату почвами своих оснований, вледствие чего в тропических почвах, при одинаковых условиях атмосферного увлажения сравнительно с почвами среднетермического ряда, кислая реакция наступает относительно раньше. В условиях ослабленного дренажа формируются своеобразные черные почвы, более богатые основаниями.
В связи с этими особенностями тропического почвообразования возможны резкие сезонные изменения реакции почвенного раствора: щелочная реакция в сухой период и кислая—в дождливый. Высокая термическая напряженность почвообразования в тропических усло- ' виях обусловливает также и своеобразное физическое проявление температурного фактора. Значительное нагревание почвенных горизонтов приводит к необратимой коагуляции полуторных окислов, а также, повидимому, и к переводу их в менее гидратированную форму. Возможно, что последним обстоятельством обусловлена специфическая красновато-бурая и красная окраска тропических почв.
Наличие в определенных условиях тропического почвообразования переменной щелочно-кислой реакции и, затем, явлений термической коагуляции почвенных растворов можно считать причиной образования латеритов саванн.
Тропическое почвообразование характеризуется новообразованием таких минералов как метагаллуазит, гибсит, гематит.
Существование рядов почв по условиям увлажненности так же очевидно, как и наличие термических рядов почвообразования. При всей безусловности этого положения определить сущность наиболее общих различий по гидрорядам не менее трудно, нежели характеризовать почвенно-термические различия.
Закономерности содержания гумуса в почвах в связи с гидротермическими условиями, хотя и обнаруживают во многих случаях изменение, параллельное изменению увлажненности, не позволяют, однако, свести эти закономерности к однозначной связи со степенью увлажненности.
Более явственную связь с увлажненностью показывает изменение содержания извести (по С02), в почвах, что свидетельствует о том, чтс-> с различиями в увлажненности связана разная выщелоченное ть. почв.
Действительно, такое толкование особенностей почвообразования в условиях климатов разной влажности существует уже давно. Еще Г. Н. Высоцкий (1906) ввел разделение почв на промываемые („пер- мацидные") и непромываемые („импермацидные"). Е. Гильгард (1906) положил различия в степени выщелоченности почв в основу подразделения всех почв (аридные, гумидные и т. д.) Этот же признак, в сущности, лежит в основе подразделения почв Марбутом (1928) на педокали и педальферы. Да и представления[об „элювиальных почвах" в большинстве исходят из допущения господства в них явлений „выщелачивания". Но В. Р. Вильяме показал, что большое число легкоподвижных элементов не только не выщелачивается из почвы; напротив, происходит все большее их накопление параллельно усилению гумусо- образования.
Поэтому степень выщелоченности почв не может лежать в основе подразделения их на гидроряды. Однако различия в общем характере миграции и перераспределения продуктов почвообразования по почвенному профилю в связи с разной степенью увлажненности является несомненным фактом. Правильнее будет принять, что одним из различий между гидрорядами является характер насыщения почв влагой выпадающих атмосферных осадков как физического явления. Насыщение почвы влагой атмосферных осадков может сопровождаться и явлениями выщелачивания растворимых веществ из верхних горизонтов в глубжележащие, или за пределы почвенного профиля. При этом эффективность смачивания (насыщения) почв в смысле выщелачивания их проявляется по-разному даже в пределах одного гидроряда в зависимости не только от количества выпадающих осадков, но и от других условий.
Но вполне очевидно, что различия в степени промывания далеко не объясняют всех особенностей почв по отдельным гидрорядам.
Существенно, в частности, то, что степенью промываемости почв никак нельзя объяснить очень большого изменения в содержании гумуса от гидроряда к гидроряду. Важные различия в течении биологических процессов не могут, разумеется, быть поставлены в связь со степенью промываемости почв.
Рассмотренные выше данные о физической природе гидрофактора Hf позволяют указать на качественные различия в режиме почвенной влажности как на важнейшие общие различия между гидрорядами. Именно степень увлажнения, состояние влажности почв, ее устойчивость на протяжении вегетационного периода, т. е. режим влажности является решающим для существования тех или других групп растений и развития биологической деятельности в почве.
Но различия в глубине и степени увлажненности сочетаются известным образом и с явлениями промывания. Можно сказать, что величина влажности и мощность увлажненного слоя определяют условия, главным образом, биологической деятельности, тогда как степень промываемости определяет, в основном, характер миграции продуктов почвообразования по почвенному профилю (как в форме почвенных растворов, так и через растение). Эти процессы, несомненно, взаимосвязаны.
Несмотря на то, что сущность этих различий по гидрорядам в общем ясна, однако, £дать им достаточно полную характеристику не представляется возможным вследствие скудности фактических данных. Лизиметрические исследования единичны, а результаты стационарных наблюдений по режиму почвенной влажности, хотя и многочисленны, но не сведены в доступную форму. В связи с этим различия в увлажненности по гидрорядам можно наметить лишь в порядке некоторой схемы.
Режим увлажнения в гидроряде А является наиболее эфемерным. Влаги малых атмосферных осадков достаточно лишь для того, чтобы смочить самый поверхностный слой, из которого запас влаги быстро и полностью расходуется на испарение непосредственно с поверхности почвы или через растения, развивающие свою корневую систему лишь в этом поверхностном смачиваемом слое малой мощности.
Продукты почвообразования, выщелачиваемые из поверхностного горизонта, накапливаются на самой небольшой глубине от поверхности, непосредственно под слоем массового проникновения корневой системы эфемеров.
В гидроряде В увлажнение несколько обильнее, и часть влаги атмосферных осадков проникает глубже слоя поверхностного иссушения, не создавая, однако, в нем сколько-нибудь значительного запаса почвенной влаги. Этот скудный и неустойчивый запас влаги в дальнейшем оказывается доступным только различного рода полукустарничкам, которые приспособились к существованию в засушливые периоды за счет довольно прочно связанной влаги, сохраняющейся в подповерхностном слое (Гурский, 1945). Одним из биологических приспособлений многолетников к недостатку летней влаги являетея существование их в виде более или менее далеко расположенных отдельных растений, чем обеспечивается необходимая площадь водного питания. Горизонты накопления почвенных новообразований приурочены преимущественно к слою развития „летних" корней многолетников.
Увлажнение почв в гидроряде Охарактеризуется большей устойчивостью как в слое поверхностного расхода, так и в слое под ним, что обусловливает смену растений группы эфемеров на степные растения, обеспечивающие полный цикл своей вегетации за счет запасов почвенной влаги как в слое поверхностного иссушения, так и в более глубоких. *
Режим увлажнения гидроряда/) характеризуется наиболее полным развитием черт степного режима влажности. Существенную особенность можно видеть и в том, что в режиме влажности гидроряда D наиболее проявляются сезонные миграции почвенных растворов без сколько-нибудь выраженного оттока почвенных растворов за пределы почвенной толщи. Вместе с тем продукты почвообразования оказываются относительно наиболее мобильными в условиях именно почвенной толщи, без заметного выноса веществ за ее пределы.
Режим увлажнения гидрорядов Е и F отличается, повидимому, той степенью, когда почва более или менее постоянно находится в состоянии пленочно-капиллярного насыщения, и избыток влаги выпадающих атмосферных осадков создает уже гравитационный поток. Последний может обусловить более или менее интенсивный вынос растворимых продуктов почвообразования за пределы почвенной толщи.
Нельзя не согласиться, что намеченные черты различия в характере увлажненности по гидрорядам являются существенными, определяющими качественные различия в условиях почвообразования. Между тем, нельзя сказать, что качества почв того или другого гидроряда столь подобны, что все они принадлежат к одному типу почвообразования. Действительность говорит о другом,—о том что в пределах одного и того же гидроряда имеются почвы разных генетических типов. Следовательно, режим увлажненности, при всей его значимости для почвообразования, не исчерпывает причин глубокого своеобразия почв отдельных генетических типов.
Рассматривая в общей совокупности результаты сравнительного исследования распределения главных генетических типов почв мира в связи с гидротермическими условиями, а также закономерности изменения содержания гумуса, извести, величины рН почв также в связи с гидротермическими условиями, мы должны придти к заключению, что главнейшие различия между почвами находятся в связи с определенными сочетаниями терморядов и гидрорядоб. При этом выясняется то весьма важное обстоятельство, что аналогичные сочетания терморядов и гидрорядов во многих случаях сопряжены с качественно различными почвенными образованиями.
Произведенное исследование соотношения гумус—климат, почвенная известь—климат, рН почв—климат приводит к совершенно очевидному заключению, что процессы почвообразования и, в частности, процессы выветривания и накопления органического вещества в почве складываются в разных климатических условиях действительно качественно по-разному. Установленные выше терморяды и гидроряды отражают, хотя и существенные, но лишь некоторые стороны различий в почвообразовании. В природе же сочетание тех или других климатических условий—термических и увлажненности—входит как органический элемент в развивающееся целостное единство почва—климат—растение, в котором внутреннее и внешнее неотделимы.
Поэтому и система почвенных гидротермотипов, внешне построенная по признаку постепенного количественного изменения главнейших климатических элементов (тепла и влаги), вместе с этим отражает и существенные гидротермические рубежи, и также и качественные узлы в процессах почвообразования, где внешнее и внутреннее уже становится единством, обладающим, наряду с общими, и внутренне ему присущими чертами.
Какие же качественные почвенные единства следует различать? Из системы главных типов почв мира, из анализа закономерностей изменения содержания гумуса и извести в почвах (по С02), а также рН в связи с гидротермическими условиями следует, что гидротермический график должен быть расчленен на несколько крупных полей, как это показано на 89, с каждым из которых приближенно сопряжены некоторые совокупности почвенных образований. Выясним, какова же природа почвенных совокупностей, намечаемых таким путем.
Ясное соответствие выделенных крупных гидротермических полей определенным типам почв мира не дает, однако, оснований сказать, что эти гидротермические поля отвечают каждый только тому или другому типу почв. При исследовании географической почвенно-кли- матической сопряженности уже было установлено, что гидротермо- типы отвечают некоторым почвенным совокупностям. При определении системы главных типов почв мира было отмечено, что они являются лишь наиболее характерными компонентами современного почвенного покрова земли. Следовательно, почвенные совокупности, сопряженные с намеченными гидротермическими полями, тоже составлены почвенными образованиями, отражающими развитие почвенного покрова.
Прежде всего необходимо допустить в каждой из этих совокупностей наличие представителей, отражающих смену лесной и дерново- степной стадий почвообразования. Для одного из полей подобная смена выражена в наличии дерново-подзолистых почв, в которых получает большее развитие то дерновый процесс, то прдзолистый. Достаточно легко обосновать также наличие эволюционной связи между черноземами и почвами степных дубрав. Менее известны компоненты эволюционной смены для каштановых почв и сероземов. Но легко доказать генетическую близость с ними таких почв, как коричневые почвы сухих лесов и светлокоричневые почвы аридного редколесья.
Далее, в каждой из намечаемых почвенных совкупностей мыслимо существование почв, связанных в своем возникновении с избыточным (против атмосферного) поверхностным и грунтовым увлажнением,— это всевозможные низинные луговые и болотные, а также низинные лесные почвы. Но такие почвы несут явственные черты принадлежности к той или другой почвенной совокупности. Последнее обстоятель ство нашло выражение в том, например, что уже давно употребляются такие наименования почв, как сероземно-луговые, каштаново-луго- вые и т. п. (Н. А. Димо, 1935, легенда к государственно-почвенной карте СССР и др.). Н. Я. Кац (1948) показал наличие географических (зональных) типов болот.
В ряде почвенных совокупностей обычным является наличие солончаковых и солонцовых, а также осолоделых компонентов.
Что же наиболее существенное объединяет все почвенные компоненты в той или другой совокупности? Из того, что почвенные совокупности находятся в сопряженности с определенными терморядами и гидрорядами, следует, что все компоненты каждой почвенной совокупности имеют общие черты выветривания и водного режима. Но эти моменты являются лишь фоном, на котором своеобразно развивается биологическая деятельность, связанная как с ними, так и с другими непосредственными климатическими воздействиями, а также и с общим развитием природных единств. Следовательно, можно говорить об определенных типах био-климатических соотношений. Главное состоит в том, что все это обусловливает особое течение процесса почвообразования, определенный порядок изменения свойств почв и смены одних почвенных образований другими.
Рассмотрение сложной почвенно-климатической сопряженности приводит к необходимости выделения определенных почвенных общностей, представляющих собой; наиболее общие группы почв, объединяемые одним типом почвообразования (в широком понимании). Почвы одной общности характеризуются закономерной сменой почвенных типов и видов в процессе сопряженного развития биологической деятельности и фаз выветривания почвообразующих пород, определенным типом водного и термического режима, типическими чертами образования и разложения органических веществ, типическими реациями вторичного минералообразования.
Представляется необходимым различать следующие почвенные общности первого порядка:
том только в их сочетании с высокоувлажненными гидрорядами. Такое ограничение в отношении общностей второго порядка сделано на основании анализа состава и распределения главных типов почв мира и типов растительности.
Наименования почвенных общностей в большинстве случаев установлены по почвенному типу, являющемуся наиболее характерным для той или иной почвенной общности на данном этапе развития Земли. Легко видеть, что этими почвенными типами являются как раз те, которые акад. Л. И. Прасолов выделяет в качестве главных типов почв.
Вместе с этим надо сказать, что система почвенных общностей в ее сопряженности с гидротермическими условиями выражает в наиболее общем виде зональные соотношения, существующие на земной суше—зональные комплексы. Но почвенные общности не эквива- . лентны зональным комплексам. Почвенные зоны и зональные почвенные комплексы географически конкретны,—это географические категории. Почвенные же общности представляют собой генетические обобщения, отражающие наиболее общее и существенное, что присуще всем соответствующим зональным комплексам в каждом их конкретном выражении. Так, скажем, зоны черноземов имеются в ряде мест земной суши. Существенные й общие черты, присущие наиболее распространенному в этих зонах почвенному образованию—чернозему получают выражение в представлении о черноземе, как о генетическом типе. Но общеизвестно, что в любой почвенной зоне, наряду с почвами главного генетического типа, имеются почвы и других генетических типов, но тоже обладающие чертами зонального своеобразия. Общие черты зонального комплекса почв и характер их взаимосвязи и определяют принадлежность генетических типов «к той или другой почвенной общности.
Ясно, почвы того или иного конкретного зонального комплекса должны нести в себе признаки, связанные с изменением растительности и климата во времени, а также признаки, обусловленные местными особенностями сезонного хода климатических элементов.
Генетическая связь почвенных общностей с зональным распределением на земной поверхности тепла и влаги понимается в том смысле, что климатические условия не являются для почвенных зональных комплексов чем-то внешним, данным,—формирование почвенных .зональных комплексов и климатических условий протекало в тесном взаимодействии между ними. Приуроченность почвенных общностей к определенным гидротермическим условиям и является следствием этой генетической сопряженности.
Из этого вытекает, что почвенные общности отражают сущность, наиболее общие черты тех почвенно-фито-климатических соотношений, которые сложились на земной поверхности в связи с первичными климатическими поясами. Многообразный же состав почв общностей надо признать отвечающим изменениям второго порядка (в понимании акад. В. Р. Вильямса), которые отражают возраст и эволюцию почв, растительности, климата в их генетической связи с развитием рельефа и почвообразующих пород.
В настоящее время имеется огромный фактический материал, характеризующий почвы и условия почвообразования. На его основе можно охарактеризовать главные черты почвообразования в отношении ряда почвенных общностей. В этом деле руководящими будут описания развития почвообразования, содержащиеся в трудах акад. В. Р. Вильямса.
Но по некоторому числу почвенных общностей материалов для их описания еще недостаточно. Это касается, в частности, почв высокотермического и низкотермического, а также субтропического рядов почвообразования. Работу в этом направлении можно считать задачей ближайшего времени. В данном случае выделение почвенных общностей надо рассматривать в качестве лишь одного из итогов проведенного исследования.
Введение понятия о почвенных общностях будет, можно полагать, способствовать успешному изучению почвенного покрова в его развитии и в единстве со средой. Система же почвенных гидротермотипов облегчает всевозможные почвенно-климатические сопоставления,, внося в них бблыпую определенность.
Из высказанного положения о том, что почвенные общности представляют обобщение, известную абстракцию реально существующих зональных почвенно-фито-климатических соотношений, следует, что генезис конкретных почвенных образований той или другой зоны может быть правильно понят только при условии знания истории развития почвенного покрова в ее связи с историей растительности и климата. Решение этой задачи должно опираться прежде всего на выяснение истории формирования современной картины распределения почвенно-климатических зон.
Согласно В. Р. Вильямсу, необходимо наблюдаемую в настоящее время зональность рассматривать как единую и развивающуюся систему почвенно-растительно-климатических зон. Развитие этой системы обусловлено как факторами космическими и геологическими, так и факторами, связанными с эволюцией растительности, рельефа, почв. Следовательно, только учитывая всю совокупность факторов в их динамике, выясняя значение того или другого из них на том или ином этапе развития всей системы зон, можно правильно понять как современную картину почвенно-растительных зон, так и особенности почв каждой из зон. Подобный подход к проблеме почвенных зон, указанный в трудах В. Р. Вильямса, исключает как преувеличение роли внешних факторов (космических и геологических), так и придание одному из земных факторов, например, развитию растительности, самодовлеющего значения.
Вопросы изменения климата давно привлекали внимание географов. В связи с рассмотрением генезиса почв много внимания уделили этим вопросам и почвоведы. Здесь должны быть названы имена А. И. Воейкова, В. В. Докучаева, В. Р. Вильямса, Л. С. Берга, В. Н. Сукачева и многих других. Со временем стало ясно, что изменение климата обусловлено очень многими причинами. Уже В. Р. Вильяме (1939) как на причины, обусловливающие распределение климатических зон на поверхности земного шара указывал на такие факторы, как положение земного шара в солнечной системе, влияние его троякого вращательного движения (вокруг оси, прецессионного и нутационного) влияние распределения материков и океанов, изменение высоты суши под уровнем океана, развитие почв и растительности. На сложный характер изменений климата в связи с оледенениями указал И. Д. Лукашевич (1915). Ряд соображений о большой роли растительного покрова в развитии оледенений высказан И. А. Титовым (1952). Многие стороны климатических изменений рассмотрены в книге К. Брукса (1952). Однако Брукс игнорировал достижения советской науки, методики, разработанной советскими учеными, что привело его к серьезным ошибкам.
При решении вопросов реконструкции климатов прошлого Земли может быть полезен и экспериментальный метод. П. П. Лазарев (1950) в опытах на моделях показал картину океанских течений при разных очертаниях материков, что может помочь в объяснении вариации климата Земли в разные геологические эпохи.
Климатическая зональность и причины оледенений
К. К. Марков, обобщая имеющиеся данные и представления по вопросом палеоклиматологии, пришел к выводу, что на земной поверхности, начиная с архея, имела место климатическая зональность. На протяжении всего последующего времени эта зональность испытывала значительные изменения, которые в самом общем виде можно определить как возникновение повторно сходных условий.
Указав на плодотворность гипотезы Лукашевича о причинах оледенений, Марков отмечает, что в истории Земли действительно наблюдается совпадение во времени увеличения площади суши, роста гор и обширных оледенений как горных, так и равнинных, однако эти периодические изменения климата в течении истории Земли не были цикличны, повторность сходных климатов не являлась полной. В разные эпохи факты, связанные с солнечной инсоляцией, с геологической историей Земли, историей ее биологической жизни, изменениями,, состава атмосферы, складывались по-разному, в чем и выражался процесс развития Земли как целого.
По-разному также складывалось изменение климата и формирование почвенно-растительных зон на пространстве отдельных материков и стран. Очень важным в этом отношении является вопрос о послеледниковых изменениях климата и о лесостепье на пространстве Европейской части СССР. Особенно много внимания уделили этому вопросу Воейков, Берг (1950) и другие ученые. По Бергу, в послеледниковое .время были две эпохи, климат которых отличался ббль- шей теплотой и сухостью: бореальная и суббореальная; на разгар» последней падает наиболее засушливое время. Затем в субатлантическое время климат сделался более влажным. Кардинальный вывод Л. С. Берга заключается в том, что за историческое время, за последние 2,5 тысячелетия резких изменений климата не происходило. Если не считать колебаний малого периода (20—40 лет), то наблюдается небольшое изменение климата в сторону увлажнения и уменьшения континентальности; отмечается также потепление в Арктике.
Наиболее полное рассмотрение взаимоотношений леса и степи в историческом освещении дали в последнее время К. К. Марков. В. П. Гричук, Н. С. Чеботарев (1950). Исходя из данных геологии, анализа разрезов четвертичных и дочетвертичных отложений и используя историко-географический метод, эти авторы пришли к заключению о большой сложности истории двух основных типов растительного покрова нашей страны на протяжении третичного, ледникового и послеледникового периодов. В течение третичного времени развивался процесс распространения стеци и пустыни за счет пространств, отвоеванных ими у леса. В ледниковый период на Русской равнине имели место попеременные остепнение и облесение, отвечавшие ледниковым и межледниковым эпохам. В послеледниковое время, вслед за ксерической фазой остепнения, происходит развитие лесных ландшафтов на всей северной половине Русской равнины. Лесные группировки, продвинувшись на юг, примерно, до нынешних своих природных границ во время климатического „оптимума" (около 5000 лет назад), по мнению указанных авторов не испытали затем значительных природных сдвигов. На отсутствие заметного изменения климата за историческое время в пределах территории Украины указывает И. Б. Бучинский (1953).
Таким образом, процесс формирования наблюдаемого ныне распределения почвенно-климатических зон нельзя рассматривать как однозначно направленный даже на пространстве Русской равнины и юга нашей страны. Об „остепнении" этих территорий можно говорить только в плане очень большого геологического времени. Следовательно, нет также никаких оснований пропагандировать взгляд о якобы протекающем „усыхании" полупустынных и пустынных районов Средней Азии и тем более объяснять этим гибель древних цивилизаций, некогда процветавших здесь. Исследования советских археологов опровергают эти представления.
С. П. Толстов с полным основанием пишет в отношении причин запустения некогда орошенных и заселенных территорий в различных странах Передней и Средней Азии: „На материале Хорезма, подтверждаемом результатами экспедиций в другие районы Средней Азии, мы смогли доказать, что не в естественно-исторических причинах (как думали* многие) здесь дело. Не „усыхание Средней Азии" и изменение течения рек, не наступление песков и засолонение почвы объясняют это явление. Его причины коренятся в процессах социальной истории. Переход от античного к феодальному строю и сопровождающие его варварские завоевания с последующими феодальными усобицами и нашествием кочевников—вот гениально указанное Марксом и сейчас документально доказанное решение этой проблемы" (1948, стр. 322).
Но вместе со всем этим, несомненно также, что именно в последний отрезок истории изменения климата, растительности и почвы существенным фактором стала роль человеческого общества.
Воздействие человека на климат началось еще в доисторическую эпоху. Характер этого влияния и его масштабы непрерывно менялись вместе с повышением уровня развития производительных сил и с изменением производственных отношений.
Воздействие человека на климат должно было приобрести относительно широкие размеры с того времени, когда человек занялся земледелием. Выжигание и вырубка лесов, распашка почвы, пастьба скота, существенно преобразуя подстилающую поверхность, сказывались и на свойствах соприкасающихся с ней воздушных масс. Размеры стихийного влияния человека на климат вообще возросли при капитализме. Во все предшествующие социализму эпохи и, в особенности, в эпоху империализма эксплуатация природных богатств являлась хищнической и привела на больших площадях к истреблению лесов, сильному развитию овражной сети, распылению и смыву почв и т. п.
Эти изменения деятельной поверхности в определенной мере отразилась и на климате, главным образом в сторону отрицательного изменения водного режима. Но в свете сказанного выше об известной устойчивости климата на протяжении исторического периода надо отметить, что несомненное воздействие результатов стихийной деятельности человека на климат проявились главным образом не в общем изменении климатической зональности, а в существенном изменении местных „внутризональных" условий приземного слоя воздуха и водного режима почв. Наряду с этим, становится ясным, что именно в области этих местных, „внутризональных" почвенно-климати- ческих соотношений имеются наиболее широкие возможности сознательного, целесообразного преобразования почвенно-климатических условий.
ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В СВЕТЕ ЗАДАЧ ПЛАНОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИРОДЫ
В. Р. Вильямс, развивая представление о наличии двух порядков климатических изменений: первого, связанного с условно статическими факторами, и второго, подвергающегося воздействию условий с быстрым темпом развития, подчеркивал, что это обстоятельство открывает ясную перспективу возможности активного вмешательства в быстрое изменение климатических условий „второго" порядка. Местные изменения климата связаны с местными же изменениями растительных группировок, что и находит выражение в микроклимате. Главное влияние растительных группировок на климат определяется их воздействием на водный режим почв.
Именно эти местные и сопряженные изменения климата приземного слоя и водного режима почв и явились в историческое время результатом производственной деятельности человека. Различия в характере влияния человека на климат и почвы в связи с „первичными" климатическими поясами ярко обнаруживаются в результатах использования природных богатств в прошлые эпохи, особенно в эпоху капитализма.
Отрицательные последствия хищнического использования природных ресурсов, в прошлые исторические эпохи, особенно обострившиеся в эпоху капитализма и принявшие в настоящее время катастрофические размеры в ряде капиталистических стран, в наибольшей мере связаны с уничтожением лесной растительности и утратой почвами запасов гумуса и структуры. Заслуга в выяснении этого принадлежит русским ученым В. В. Докучаеву, П. А. Костычеву, А. А. Измаильскому, В. Р. Вильямсу и др.
Выход России на мировые рынки, превращение помещичьего хозяйства в пореформенную эпоху из натурального в товарное, повели к резкому усилению хищнического использования природных богатств черноземных районов России. Леса вырубались, земли без отдыха, из года в год засевались пшеницей, ставшей важнейшей статьей экспорта России. Вместе с этим, все губительнее стали сказываться периодически повторявшиеся засухи. Засуха 1891 г. и последовавший за ней голод имели особенно тяжелые последствия.
В. В. Докучаев в книге „Наши степи прежде и теперь" (1892), написаннной непосредственно под впечатлением этих ужасных бедствий, постигших родину, убедительно показал, что причина иссушения степей лежит в уничтожении лесов на водоразделах и в долинах рек и в утрате черноземом присущей ему хорошей зернистой структуры. Эти основные причины нарушили прежний устойчивый водный режим черноземных областей. Леса и почвы перестали играть свою прежнюю роль регуляторов водного режима страны. Воды атмосферных осадков стали бесполезно скатываться в овраги, реки и уходили в моря.
Великая Октябрьская социалистическая революция не только положила конец этой гибели природных богатств нашей страны, но и предопределила выполнение работ по направленному преобразованию ее природы в интересах трудящихся.
Яркую картину расхищения природных богатств в Северной Африке нарисовал О. Бернар (1949). Земли, бывшие под оливково-мастиковой формацией,—очень благоприятные для зерновых культур, почти повсеместно распаханы. Во многих местах использованы под посевы земли и из-под других лесных группировок. Местное население способствует уничтожению лесов, приходя в лес за дровами, кольями для шатров, рукоятками для сох, а также для того, чтобы извлечь из деревьев танин и смолу. Уничтожению лесов способствовала также торговля лесом и древесным углем в местах скопления европейцев. Но главной причиной уничтожения лесов Северной Африки является злоупотребление пастбищами и в особенности пожары, представляющие в большинстве случаев варварский способ обновления трав.
В средиземноморских странах нет недостатка в „умирающих землях", умирающих от физического истощения—естественного конца при злоупотреблении пастбищами. Леса здесь отличаются слабой сопротивляемостью: после вырубки они плохо восстанавливаются. Почва, не защищенная лесом, кустарником или многолетними злаковыми, под- верггется быстрому разрушению. „Тут идет непрерывный процесс: лес уступает место кустарнику, кустарник—травянистой растительности, травы—голой почве; наконец, почва сама сносится и становится добычей ветров и других атмосферных агентов",—пишет О. Бернар (1949).
Ряд сведений об уничтожении естественной растительности и уменьшении в связи с этим плодородия почв в условиях тропической Африки приводит А. С. Барков (1951).
Не менее яркое описание истощения и гибели природных богатств в условиях капиталистического мира дал Жозуэ де Кастро (1950) на примере Бразилии. Особенно опустошительным оказалось влияние монокультуры сахарного тростника.
Процесс изменения природы, вызванный разведением сахарного тростника на северо-востоке Бразилии, начался с выжигания леса для освобождения площади под эту культуру. Уничтожение леса приняло такие размеры, что в области, некогда называвшейся Северо-восточным лесом, в настоящее время от первоначального растительного покрова остались лишь небольшие, разрозненные клочки. Монокультура привела к быстрому истощению почвы, крайне облегчила процессы вымывания питательных веществ и усилила эрозию, принявшую самый грозный характер. Другим печальным последствием истребления лесов на северо-востоке Бразилии,—пишет Жозуэ де Кастро,—было прогрессирующее высыхание почвы. В настоящее время земли здесь повсюду требуют орошения. Истребление лесов привело не только к ухудшению почвенных условий и снижению плодородия почв, но и уменьшило продовольственные ресурсы вследствие истребления полезной фауны области. Охота, служившая важным источником снабжения продовольствием местного населения в прошлом, в настоящее время прекратилась.
Ухудшение почвенных и местных климатических условий, как следствие хищнического использования земель, достигло огромных размеров в США. От общей площади взрослого леса осталось лишь около одной трети, а девственных лесов всего лишь около 10%. Значительно увеличилась площадь пустынь. Почвенная эрозия приобрела катастрофический характер. Наряду со смывами почв и образованием оврагов,, почвы оказались сильно подверженными дефляции.
Губительные последствия хищнического использования растительных и земельных ресурсов, особенно обострившиеся в эпоху империалистического капитала, как видим, во многих случаях давали картину „усыхания" страны, „наступания пустынь", что и не раз использовалось в качестве доказательства стихийного характера этих явлений, их неотвратимости.
Но уже В. В. Докучаеву удалось доказать, правда, в несколько преувеличенной форме—в виде концепции об „извечности" степей, что дело здесь не в стихийных силах, а в неправильном использовании земель и в уничтожении лесов. „Наша экономическая отсталость, наше незнание истощили почву",—говорил Докучаев (1881). Однако в буржуазной науке ошибочные представления о развивающемся ухудшении природных условий продолжают удерживаться и на сей день. Например, О. Бернар (1949), касаясь вопросов изменения климата в Северной Африке, пытается наблюдаемые ныне изменения в фауне и флоре объяснить тем, что „мы находимся в геологическом периоде высыхания" хотя сам же при этом добавляет, что историки, опирающиеся на собранные ими доказательства, не склонны придерживаться этой гипотезы.
В нашей стране не только не имеет места хищническое использование земель, но советской наукой разработаны и практически широко осуществляются разнообразные мероприятия и их комплексы, обеспечивающие непрерывное улучшение климатических условий и неуклонное повышение плодородия почв.
Приемы воздействия человека на микроклимат многообразны. Агротехническая обработка почвы является первым и основным приемом регулирования взаимодействия между почвой и атмосферными агентами. В. Р..Вильяме писал: „одна из основных задач техники земледелия—овладеть водным режимом почвы и страны" (собр. соч., т. VI, стр. 323). Улучшение обработки почвы—прямой путь повышения эффективности использования атмосферных осадков. Травопольные севообороты, обеспечивающие непрерывное улучшение структуры почв,—одно из серьезнейших средств улучшения водного режима страны.
В искусственном орошении мы имеем могущественное средство управления водным режимом почв, а вместе с этим и фактор изменения климата. Орошение особенно важно для сухих и теплых местностей, на что указывал еще А. И. Воейков (1908): „теплые, сухие страны, при возможности устроить искусственное орошение, благоприятны как по плодородию почвы, так и по возможности вполне управлять водой, давать ее сколько нужно и не страдать от избытка; и использовать яркое солнце, теплый и сухой воздух, столь нужные для многих растений." В настоящее время большое значение придается орошению и других районов, менее страдающих от недостатка влаги, как гарантийному средству на случай засух.
А. И. Воейков (1908) подробно разобрал также и влияние орошения на климат. Он писал: „Управляя водой в больших размерах, т.е. устраивая болыцие системы искусственного орошения, человек до некоторой степени управляет и климатом: 1) понижается температура воздуха вследствие затраты тепла на механическую работу испарения воды и химическую—на расщепление углекислоты для образования органических веществ: 2) увеличивается влажность воздуха вследствие испарения растений, поверхности почвы и вод; 3) уменьшается сила ветра" вследствие препятствия движению, зависящего от присутствия растений/
В нашей стране в качестве средства регулирования почвенно-климатических соотношений широко используется и такое мероприятие, как снегозадержание. Снегозадержание на полях имеет целью полностью использовать атмосферные осадки, выпадающие в форме снега, для насыщения почвы влагой. Оно осуществляется разными способами: проведением борозд или созданием валов из снега, расстановкой на полях решетчатых щитов, созданием кулис из оставленных на зиму стеблей подсолнечника или кукурузы, стерни зерновых культур и т. п.
Имеется ряд методов активного изменения и температуры почвы. Рыхление почвы, ослабляя испарение с ее поверхности, может способствовать поднятию температуры почвы. Мульчирование почвы, т. е. искусственное покрытие ее, например, специальной мульчбумагой, торфом, сухой травой и т. п., также является способом повышения температуры и влажности почвы. На температуру почвы в некоторых случаях воздействуют путем окраски поверхности почвы. Аналогично этому, в тех случаях, когда хотят ускорить таяние снега, посыпают его с поверхности темным порошком, например, золой.
В. В. Докучаевым впервые была намечена широкая программа мероприятий по преобразованию природных условий степных областей России. Докучаев предусматривал регулирование стока рек, борьбу с оврагами, создание прудов, создание лесных насаждений на водоразделах, снегозадержание, закрепление песков и др. Все это имело целью, главным образом, регулирование водного режима почв.
Другой выдающийся русский ученый, современник Докучаева—A. А. Измаильский, глубоко исследовав водный режим степной зоны и обнаружив, что причины ее „иссушения" лежат в хищническом использовании земельных богатств в условиях помещичьего и крестьянского хозяйства, также разработал комплекс мероприятий общегосударственного порядка по урегулированию водного режима степной полосы.
П. А. Костычев, детально изучив*процессы, развивающиеся при оставлении черноземных выпаханных почв в перелог, установил совокупность биологических процессов восстановления утраченного плодородия. Костычев выявил важнейшее значение для плодородия почвы комковатой структуры и условия ее восстановления.
В. Р. Вильямсом было показано огромное значение растительного покрова и структуры почвы в водном режиме страны. Решение вопросов поднятия производительности социалистического земледелия
B.Р. Вильямс основывал на целостном единстве широкого естественно-научного подхода, диалектического понимания развития и взаимозависимости явлений, наконец, на понимании планового, творческого, преобразующего характера науки социалистического государства. Все это предопределило то, что В. Р. Вильяме, продвинув далеко вперед агрономическую науку, используя труд Докучаева и Костычева, а также других ученых, обобщая их на диалектической основе, смог создать стройную систему травопольного земледелия, называемую нами также системой Докучаева—Костычева—Вильямса.
В осуществляемом в СССР преобразовании природы, подготовленном всем развитием социалистического государства, успехами индустриализации и победой колхозного строя, достижениями советской науки претворяется в жизнь величественная программа. Преобразование природы в СССР предусматривает активное воздействие средствами современной науки, техники и индустрии на биосферу и верхние части геосферы, на гидросферу и водный режим суши, на атмосферные процессы и местный приземный климат, на обмен минеральных веществ между биосферой и геосферой (Ковда, 1951).
Выполнение этой грандиозной задачи обеспечивается разносторонним и совокупным воздействием на природные процессы путем применения целостного комплекса разного рода мероприятий одновременно на огромных пространствах.
Применение комплекса технических и агротехнических приемов в виде систем мероприятий, строго согласованных между собой и с местными естественно-историческими условиями, и обусловливает высокую эффективность осуществляемых работ по преобразованию природы.
Многостороннее и совокупное воздействие на природные процессы, прежде всего, ускоряет изменение ландшафта. Комплексное и осуществляемое по плану воздействие на природные процессы обеспечивает развитие только полезных изменений и предотвращает нежелательные изменения в ландшафте. Многостороннее воздействие, одновременно осуществляемое на огромных территориях, позволяет добиться действительно коренного преобразования природных- условий (Калесник, 1952).
Изменения в природных процессах под влиянием осуществляемых мероприятий проявятся в следующих отношениях (Ковда, 1951; Калесник, 1952; Будыко, Дроздов, Львович, Погосян, Сапожникова Юдин, 1952, и др.)
Правильные травопольные севообороты, которые обогатят почву органическим веществом, будут способствовать созданию водоустойчивой комковато-зернистой структуры и непрерывному повышению плодородия почв. В связи с улучшением структуры и рациональной обработкой почв сократится бесполезное испарение почвенной влаги, увеличится водопроницаемость и влагоемкость почв, что уменьшит поверхностный и внутренний сток и обеспечит накопление запасов влаги в почве.
Полезащитные лесонасаждения, ограничивая турбулентный обмен в приземном слое воздуха, уменьшают испаряемость, т. е. потенциально возможное испарение. Расчеты свидетельствуют о возможном уменьшении испаряемости на 15—20%, что существенно скажется на увеличении продуктивного использования влаги.
Лесные полосы ослабляют поверхностный сток дождевых и талых вод в овраги и балки, а также резко уменьшат перевевание снега и сдувание его в понижения рельефа. Более равномерное распределе- снега в межполосных пространствах, вместе с мероприятиями по снегозадержанию, создают условия благоприятного увлажнения полей. Пруды и водоемы также способствуют рациональному использованию местной влаги. Улучшение структуры почвы и повышение ее влажности, вместе с ослаблением ветра в приземном слое воздуха, делают почвы не подверженными выдуванию.
Увеличение испарения с поверхности водоемов и более увлажненной почвы, защищенной лесными полосами, а также усиление вертикальных движений в слоях воздуха над лесными полосами приведут к некоторому увеличению количества выпадающих атмосферных осадков. Наибольшего увеличения осадков в связи с повышением испарения с обширной территории следует ожидать при наземных значениях относительной влажности воздуха около 65%, что соответствует условиям лесостепи. Усиление вертикальных движений над лесными полосами может дать увеличение осадков на 5—10% от существующих величин (главным образом в западных районах полезащитного лесоразведения).
Создание полезащитных насаждений направлено, таким образом, прежде всего на полное и полезное использование влаги, поступающей естественным путем. В районах великих гидротехнических строек, наряду с улучшением почвенных и климатических условий путем введения правильных севооборотов, созданием лесонасаждений, закреплением песков, управление водным режимом обеспечивается широким развитием орошения.
Орошение ведет к снижению температуры подстилающей поверхности. В условиях орошаемых оазисов Средний Азии понижение температуры воздуха на уровне метеорологической будки (2 м) составляет в летние месяцы 2—3°.
Плановое преобразование природы в СССР осуществляется на огромных пространствах. Работы на отдельных территориях находятся в разных стадиях завершения. Во многих местах осуществлена еще только часть намеченного большого комплекса мероприятий. Но и в этих случаях уже ощущается большой народнохозяйственный эффект. Достаточно указать на подъем урожаев на землях, орошаемых из ирригационных систем Волго—Дона. Но наибольший эффект достигнут там, где осуществлен полный комплекс мероприятий по преобразованию природы. Особенно показателен в этом отношении пример Каменной степи.
Существующие в Каменной степи лесные полосы обнаруживали эффективность в повышении урожайности сельскохозяственных культур до начала и в период освоения травопольной системы земледелия. Но только с освоением всех основных элементов травопольной системы земледелия урожаи сельскохозяйственных культур стали из года в год повышаться. В самом начале освоения травопольной системы земледелия (1934—1938 гг.) урожай всех зерновых культур составлял в среднем за пять лет 12,8 ц/га, в следующее пятилетие—16,9 ц/га, в период 1944—1948 гг. урожай вырос до 18,5 ц/га, а в 1949 г. со всей площади было получено уже по 27,5 ц/га зерна, в том числе озимых по 32,2 ц/га и яровых зерновых—по 23,3 ц/га (Бурнацкий, 1952). Показательные данные все возрастающей урожайности социалистических полей привел И. Н. Антипов-Каратаев (1953).
Самым наглядным образом опровергает „закон" убывающего плодородия почв. Система мероприятий, разработанных на основе знания объективных законов природы и осуществляемых в условиях социалистического хозяйства, обеспечила все возрастающее плодородие почв и непрерывное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. И этот эффект будет все более возрастать по мере того, как на все большей площади будет завершено осуществление необходимой системы мероприятий.
Рабочее проектирование мероприятий по преобразованию природы, практическое осуществление их и выяснение условий, обеспечивающих наивысшую эффективность в сложной природной обстановке преобразуемых территорий, выдвинули перед советской наукой множество новых вопросов. Большое место среди исследований занимает разработка методов прогноза изменений природных процессов на преобразуемых территориях. Уже первые попытки определить вопросы, подлежащие исследованию в связи с работами по преобразованию /природы, показывают, что перед советскими учеными возникают проблемы, охватывающие очень многие отрасли знания.
В плане работ по преобразованию природы важнейшее место занимают мероприятия по изменению климата и управлению водным режимом почв. Но мы знаем, что климат и почва находятся между собой в теснейшей взаимосвязи и взаимозависимости. Поэтому вопросы переделки климата и управления водным режимом почв требуют для своего успешного разрешения совместной работы климатологов и -почвоведов, ботаников и агрономов; более того, здесь необходимо даже известное „взаимопроникновение" в исследованиях, взаимное овладение содержанием и методами соответствующих наук. В среде климатологов, надо отметить, уже имеются определенные высказывания в этом смысле. При осуществлении мероприятий по преобразованию природы совместные работы исследователей разных отраслей знаний будут, несомненно, все более расширяться и углубляться.
Достаточно основательной можно считать мысль о том, что система почвенных общностей может служить целям разработки вопросов взаимодействия между почвой и климатом в связи с задачами преобразования природы.
Мероприятия по преобразованию природы разрабатываются с учетом зональных различий нечерноземной полосы, лесостепей, степей, полупустынь и пустынь.
Система почвенных общностей дает дополнительные возможности для качественно-количественной оценки почвенных и климатических условий тех или других конкретных объектов проектирования и осуществления мероприятий по преобразованию природы.
Еще с большим основанием система почвенных общностей (с делением на гидротермотипы) может быть использована при районировании в отдельных частных отношениях, например, по лесораститель- ным условиям. Задача климатического районирования в значительной мере решается путем установления границ климатической обеспеченности естественных и культурных фитоценозов (Селянинов, 1933, 1947; Давитая, 1948., Колосков 1947; Арманд, 1949). Определение гидрофактора Hf и составление карт гидрозон могут, наряду с другими данными, служить целям определения экологической значимости климатических условий.
Средний урожай зерновых культур экспериментального хозяйства Института земледелия центрально-черноземной полосы им. В. В.
Но для того, чтобы успешно осуществить мероприятия по переделке климата и почв с учетом существа различий в отдельных биоклиматических зонах, надо чтобы и фактц, характеризующие биоклиматические соотношения, а также эффективность практических мероприятий с самого начала оценивались в свете коренных зональных различий. Между тем, еще до недавного времени, например, данные о влиянии леса на изменение среды его произрастания и окружающее пространство, на гидрологический режим и т. д. расценивались как воздействие вообще леса (Высоцкий, 1950; Дубах, 1951, и др). Лишь в самое последнее время в выяснении влияния, леса на водный режим почв произошли значительные сдвиги.
Как отметил С. В. Зонн (1951), ряд новых исследований показал весьма многообразные взаимоотношения между лесом и влагой, определяемые географическим положением лесных массивов и местными условиями. Несомненно, еще много потребуется усилий, чтобы влияние леса на водный режим и жизнь почв стало вподне ясным во всем многообразии физико-географических условий. Как первый этап, важно было бы накопление и обобщение данных по фито-поч- венно-климатическим отношениями провести в плане выяснения основных зональных различий и своеобразия; система почвенных общностей могла бы быть полезна и в этом смысле как показывающая некоторые общие черты в важной группе природных соотношений.
Попутно следует указать на важность рассмотрения в подобном. аспекте режима влажности почв, значение которого подчеркивается и результатами данного исследования. Очень большое число мероприятий в земледелии имеет своим назначением регулирование водного режима почв. Между тем, режим почвенной влажности, его экологическая значимость, наличие критических периодов, условия его изменения, в географическом плане во всем объеме не рассмотрены, черты географического своеобразия с необходимой полнотой не вскрыты. Имеющиеся в этой области многочисленные фактические данные нуждаются в обобщении и выяснении качественно своеобразных типов # режима почвенной влажности.
Много вопросов возникает в связи с необходимостью уточнения прогноза возможных изменений в природной обстановке под влиянием проводимых мероприятий по преобразованию природы. Важно знать направление и темпы изменений, главнейшие факторы, их определяющие, роль взаимодействия этих факторов.
Новые работы показывают, что советские климатологи располагают методами решения ряда сложных вопросов прогноза возможных изменений в природной обстановке под воздействием мероприятий по ее преобразованию. Намечаются первые приближения в оценке увеличения внутреннего влагооборота страны (Дроздов, 1951; Кашин и Погосян, 1951; Калинин, 1951; Цинзерлинг, 1948 и др.). Анализируется влияние лесных полос на ближайшие участки (Юдин, 1951 Константинов, 1951; Львович, 1951, и др.). Наконец, климатологи успешно работают над вопросами прогноза непосредственного изменения содержания влаги в почве под влиянием полезащитного лесоразведения (Будыко, 1951).
Несмотря на наличие определенных успехов климатологов в области уточнения прогноза изменений в природной обстановке при ее преобразовании, ясно, однако, что здесь имеются, еще большие трудности как в разработке методов, так и в исходных фактических данных. Несомненно также, что достаточно полное решение задачи прогнозов изменений при переделке природы может быть достигнута только совместными усилиями климатологов, ботаников, почвоведови др. В этом направлении предстоит еще очень много работы. Но и здесь может оказаться полезной система почвенных общностей с дополняющей ее системой главных типов почв, а также координатными графиками соотношений гумус—климат, С02—кшмату рН почв—климат.
В самом деле, получив путем соответствующих расчетов увеличение общего количества осадков, или изменение температуры воздуха в охвате обширной области или зоны, мы имеем возможность, пользуясь гидротермическим графиком, как обобщенной климатической основой, судить не только об общем направлении изменений в природном комплексе, но и о его относительных размерах,—о размерах „зонального сдвига". Можно также иметь известное суждение (в первом приближении) и о характере изменений отдельных признаков почв.
Мыслимо и более конкретное использование с целью прогндза найденных почвенно-климатических зависимостей. Повидимому, не будет ошибкой принять, что почвенно-климатические соотношения, установленные для общезональных связей, будут в известной мере действительными и для соотношений местного порядка. А поскольку темп изменений последних и их абсолютные градиенты будут гораздо более значительными, чем общезональных явлений, то и пользование найденными зависимостями для целей прогноза местных изменений в почве может оказаться еще более эффективным, чем при прогнозах зонального порядка.
В связи с задачами обеспечения все возрастающего плодородия почв представление о почвенных общностях, как почвенных совокупностях, объединяемых однотипным отношением с условиями среды и определенной закономерной сменой в процессе развития почвенного* покрова в его единстве со средой, выдвигает задачу определения условий возникновения и существования того звена в этом развитии, при котором обеспечивается наивысшее плодородие почв.
Трудами В. Р. Вильямса доказано, что в климатических условиях умеренных широт таким звеном является дерновый период почвообразования. Именно В. Р. Вильяме подчеркивал необходимость зонального подхода в мероприятиях по использованию дернового процесса для восстановления плодородия почв. Известно что В. Р. Вильяме (1935) разработал дифференцированные системы изменения природных условий применительно к областям тундровой, внечерноземной, черноземной, засушливого юго-востока, полупустынной, поливного земледелия, субтропической. В. Р. Вильяме (1939) писал, в частности, о необходимости зонального подхода при определении компонентов смеси травяного поля. Почвенные общности можно рассматривать как указывающие на те качественные совокупности условий, применительно к которым должна быть проведена конкретизация приемов обеспечения наиболее полного проявления эффекта восстановления плодородия путем посева травосмесей.
Вполне правомерно утверждение, что и в почвенных общностях тропиков есть звенья, когда формируются почвы с высоким естественным плодородием. Между тем, в среде буржуазных ученых проповедуются „теории" ограниченного плодородия тропических почв. Вот как, например, американский географ П. Джемс (1949), стоящий на ПОЗИЦИЯХ буржуазной науки, пишет о плодородии почв влажных: тропических областей: „Легенда о высоком плодородии тропических почв давно уже вызывает справедливые возражения, но почему-то- остается очень устойчивой. Леса влажных тропиков отличаются пышной растительностью благодаря теплому и влажному климату.
На тропических равнинах, где в условиях высокой температуры почвы круглый год подвергаются действию просачивающихся вод, растворимые минеральные вещества выщелачиваются, и на поверхности остаются только слабо растворимые соединения железа и алюминия. Вода уносит с собой также более тонкие частицы почвы, и.поэтому поверхностный слой приобретает постепенно более грубую структуру, чем он имел первоначально. Прибавьте к вышесказанному то обстоятельство, что органические вещества, падающие с растений на землю, быстро разлагаются, что лишь сравнительно небольшая часть их успеет смешаться с минеральными солями почвы и образовать гумус, и вы поймете, что тропические почвы—это по самой своей природе бедные почвы". Попятно, именно такого рода представления питают идеи неомальтузианцев типа Фогта, Рассела и др. Между тем известно, что в условиях тропиков культура бобовых в качестве зеленого удобрения и применение компоста дает необычайно хорошие результаты (Келлог, 1950).
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