Лекция почвовебение. Лекция_почвоведение. Введение цель и задачи курса, краткая история развития почвоведения

• Название: Введение цель и задачи курса, краткая история развития почвоведения
• Анкор: Лекция почвовебение
• Дата: 08.10.2022
• Размер: 0.71 Mb.
• Имя файла: Лекция_почвоведение.doc
• Тип: Лекция; #721494
• страница: 8 из 16

Дополнительная литература

1. Макаров Б.Н. Газовый режим почвы. М.: Агропромиздат. 1988. 104 с.

2. Макаров Б.Н. Дыхание почвы и роль этого процесса в углеродном питании растений // Агрохимия. 1993. №8. С.94-104.

3. Ларионова А.А., Розанова Л.Н. Влияние температуры и влажности почвы на эмиссию СО2 // Дыхание почв. Пущино: НЦБИ РАН. 1994. С.68-75.

4. Кудеяров В.Н., Хакимов Ф.И. Оценка дыхания почв России // Почвоведение. 1995. №1. С.33-42.

5. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.: Колос. 1972.

6.Димо В.Н., Тихонравова П.И. Оптимальные параметры теплообеспеченности почв СССР // Почвоведение. 1991. №3. С.56-65.

ЛЕКЦИЯ 9

КЛАССИФИКАЦИЯ, НОМЕНКЛАТУРА И ДИАГНОСТИКА ПОЧВ

Классификацией почв называется объединение почв в группы по их важнейшим свойствам, происхождению и особенностям плодородия.

Работа по составлению классификации почв включает: установление и точную формулировку принципов классификации; разработку системы соподчиненных таксономических единиц (тип, подтип и т.д.); составление классификационной схемы или систематического списка почв, а также установление признаков, по которым почвы каждого классификационного подразделения могут быть найдены в природе (диагностика почв) и выделены на почвенных картах.

Принципы построения современной классификации почв:

1.Классификация почв должны опираться на основные свойства и режимы почв и обязательно учитывать процессы, их создающие, и условия почвообразования, т.е. должна быть генетической в широком смысле слова, объединяя экологический, морфологический и эволюционный подходы.

2.Классификация должна строиться исходя из строго научной системы таксономических единиц.

3.В классификации необходимо учитывать признаки и свойства, приобретенные почвами в результате хозяйственной деятельности.

4.Классификация должна раскрывать производственные особенности почв и способствовать их рациональному использованию в сельском хозяйстве.

Современные классификации почв по сравнению с прежними более полно учитывают морфологическое и микроморфологическое строение почвенного профиля, состав и свойства почв, главные процессы и режимы почвообразования, а также экономические условия.

Принимаются во внимание также качественный состав органического вещества, особенности биологического круговорота веществ, внутрипочвенного выветривания и вопросы энергетики почвообразования.

Все это позволяет глубже понять основные генетические особенности почв, дать их агрономическую характеристику и произвести сравнительную оценку их плодородия.

В Почвенном институте им. В.А.Докучаева разработана схема классификации почв СССР (1977). (Заметим в скобках: в этом же институте уже разработана новая субстантивно-генетическая классификация почв России, 2004 г. Она ещё не вошла в практику работы почвоведов и в данной лекции не рассматривается).

В ней дана детальная классификация и диагностика около 80 типов почв.

Современная система таксономических единиц была установлена Междуведомственной комиссией по номенклатуре, систематике и классификации почв при Академии наук СССР в 1958 г.

Основной таксономической единицей современной классификации почв является, установленный еще В. В. Докучаевым,. генетический почвенный тип.

В основу определения генетического типа почв были положены взгляды Л. И. Прасолова, который считал, что для почвенных типов характерно «... единство происхождения, миграции и аккумуляции веществ».

В соответствии с этим к одному генетическому типу относятся почвы, развивающиеся в однотипно-сопряженных биологических, климатических и гидрологических условиях на определенной группе почвообразующих пород.

Каждый почвенный тип, как говорится в определении Междуведомственной комиссии, развивается «в однотипно-сопряженных биологических, климатических и гидрологических условиях и характеризуется ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами».

Характерные черты почвенного типа определяются:

1) однотипностью поступления органических веществ и процессов их превращения и разложения;

2) однотипным комплексом процессов разложения минеральной массы и синтеза минеральных и органо-минеральных новообразований;

3) однотипным характером миграции и аккумуляции веществ;

4) однотипным строением почвенного профиля;

5) однотипной направленностью мероприятий по повышению и поддержанию плодородия почв».

В настоящее время к этому необходимо еще добавить однотипность почвенных режимов.

Это определение почвенного типа предполагает, что одновременно с разработкой классификации почв на генетической основе должна проводиться типизация и группировка главных почвенных свойств и процессов, перечисленных в тексте определения.

Ниже почвенного типа предусматриваются следующие таксономические единицы: подтипы, роды, виды, разновидности и разряды почв.

Эту нисходящую ветвь почвенной классификации (ниже почвенного типа) часто называют систематикой почв.

Подтипы почв выделяют в пределах типа. Это груп­пы почв, качественно отличающиеся по проявлению основного и налагающегося процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. При выделении подтипов учитывают процессы, связанные как с подзональной, так и с фациальной сменой природных условий.

Деление на фациальные подтипы проводят с учетом суммы активных температур почвы на глубине 20 см и продолжительности периода отрицательных температур почвы на той же глубине (в месяцах). Для номенклатурного обозначения фациальных подтипов используют термины, связанные с их температурным режимом: теплые, умеренные, холодные, глубокопромерзающие и т. д.

Мероприятия по повышению и поддержанию плодородия почв для каждого подтипа более однородны по сравнению с типом.

Роды почв выделяют в пределах подтипа, качественные генетические особенности их определяются влиянием комплекса местных условий: составом почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод и т. д., включая и свойства почвообразующего субстрата, приобретенные в процессе предшествующих фаз выветривания и почвообразования (реликтовые горизонты и признаки древних почвообразований).

Виды почв выделяют в пределах рода, и отличаются они по степени развития почвообразовательных процессов (степени подзолистости, глубине и степени гумусированности, степени засоленности и т. д.) и их взаимной сопряженности.

Разновидности почв определяются по механическому составу верхних почвенных горизонтов и почвообразующих пород.

Разряды почв обусловливаются генетическими свойствами почвообразующих пород (плотные породы, моренные, аллювиальные, покровные и т. д.).

Рассмотренная система таксономических единиц установилась не сразу. Высшие единицы ее (выше почвенного типа) окончательно не установлены и зависят от указанных ранее подходов к классификации. Предлагаются почвенно-биоклиматические классы и подклассы (Е. Н. Иванова и Н. Н. Розов), почвенно-геохимические ассоциации и семейства (М.А. Глазовская), стадии развития почв от автоморфных к гидроморфным (В.А. Ковда), типы почвообразования и др.

Важным разделом классификационной проблемы в почвоведении является систематика и классификация почв, находящихся в культурном использовании.

В «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) для ряда почв дано разделение по степени окультуренности на уровне подтипа и даже типа; в самостоятельные типы выделены осушенные почвы и орошаемые почвы.

Номенклатура почв в почвоведении – наименования почв в соответствии с их свойствами и классификационным положением.

Русские названия – в основе (Докучаев, Сибирцев) исходят – или из характерных особенностей верхних почвенных горизонтов, в частности, из их окраски или учитывают экологические условия, в которых развиваются почвы.

Так возникли: чернозем, подзол, краснозем, серые лесные почвы. К ним были добавлены сероземы, желтоземы, каштановые, коричневые почвы.

Исходя из особенностей верхних горизонтов: солончаки, солонцы, солоди, торфяно-глеевые, перегнойно-карбонатные почвы.

Возникла необходимость добавить краткие экологические характеристики условий, в которых формируется тип. Так появились термины бурые лесные почвы, серые лесные почвы для четкого отличия от серозема и т.д.

Для некоторых типов почв экологическое название стало основным – болотные, луговые, тундровые.

В каждом генетическом типе выделяется «центральный» подтип, для которого стали использовать термины «типичный» или «обыкновенный» и подтипы «переходные», в которых можно отметить те или иные признаки, отличающие их от «центрального» подтипа или связывающие с соседними типами.

Для обозначения этих признаков пользуются терминами, характеризующими дополнительные процессы (глеево-подзолистая почва, чернозем оподзоленный, чернозем выщелоченный); указывающими на морфологические особенности, в частности, на изменение окраски по сравнению с «центральным» подтипом (светло-серые, темно-серые, темно-каштановые); указывающие на положение подтипа внутри почвенной зоны (черноземы южные, сероземы северные).

При введении в систематику почв подтипов, отражающих фациальное развитие, были использованы термины, характеризующие либо относительные различия в тепловом режиме внутри типа (темные, умеренно-темные, холодные, глубокопромерзающие, либо морфологические особенности, связанные с гидротермическим режимом (мицеллярно-карбонатные, мучнисто-карбонатные).

Для номенклатуры родов почв применяют термины, определяющие характерные свойства почв (солонцеватые, осолоделые, солончаковые, контактно-глеевые и т.п.) указывающие на реликтовые признаки, оставшиеся от предшествующей фазы почвообразования (остаточно-луговые, остаточно-подзолистые и т.д.).

Номенклатура видов почв слагается из слов, количественно характеризующих свойства почв и выраженность почвенных процессов. Используется 3 категории терминов: говорящие о содержании (мало-, средне-, многогумусные и т.д.); указывающие на мощность отдельных почвенных горизонтов и всего профиля или на глубину залегания (маломощные, среднемощные, мощные, сверхмощные; глубоко-, высоковскипающие и т.д.); характеризующие выраженность явлений (слабо-, средне-, сильноподзолистые, осолоделые и т.д.). Для номенклатуры разновидностей используют механический состав, а для номенклатуры разрядов – термины, характеризующие литологию или генезис почвообразующих пород.

Диагностика почв – совокупность признаков почв, по которым они могут быть выделены и отнесены к тому или иному классификационному подразделению.

Для диагностики в первую очередь используют признаки, легко устанавливаемые при почвенных обследованиях, морфологическом изучении почвенного профиля и простейшими анализами.

Однако для точного определения ряда почв этих признаков часто оказывается недостаточно. Тогда используют результаты более сложных анализов (состав поглощенных оснований, состав гумуса, валовой химический состав всей почвы и илистой фракции и т.д.), а также некоторые материалы, характеризующие гидротермический режим почвы. Последние особенно важны для установления отдельных типов и подтипов почв.

При характеристике и диагностике почв, измененных возделыванием сельскохозяйственной культуры, кроме морфологических данных, большое значение имеют результаты агрономических и агрофизических анализов и данных по средней многолетней урожайности при сопоставимых условиях агротехники.

Дальнейшие работы по совершенствованию классификации почв ведут на основе углубления профильно-генетического подхода к их построению. При этом сохраняется основной принцип отечественных классификаций – разделение почв по свойствам, обусловленным почвообразованием (генезисом). Строение генетического профиля, характеризуемое наличием и конкретным сочетанием диагностических генетических горизонтов с определенными свойствами и особенностями состава, является объективным и наиболее ярким отражением процесса почвообразования (генезиса) почв.

Разделение почв на основе строения их профиля позволяет классифицировать почву как самостоятельный объект.

В разрабатываемых новых схемах сохраняется установившаяся и рассмотренная выше схема таксономических единиц при некотором уточнении и изменении их определений. Так, в определении типа почв как основной таксономической единицы подчеркивается наличие для такой группы почв единой системы основных генетических горизонтов и общности свойств, обусловленных процессом почвообразования.

Определение подтипа подчеркивается наличием качественных различий в системе генетических горизонтов, характеризующих переход к другим (соседним) типам.

Понятие разновидность предполагает более детальную характеристику гранулометрического состава почвенного профиля (по 2-3 горизонтам).

Для оценки экологических условий развития почв вводится новая таксономическая единица – категория, позволяющая разделять почвы по особенностям их гидротермического режима.
Дополнительная литература

1.Герасимов И.П. Элементарные почвенные процессы как основа для генетической диагностики почв // Почвоведение. 1973. №5. С. 102-113.

2.Зонн С.В. Новодокучаевская парадигма генетической диагностики почв //Изв. АН СССР. Сер. биологическая. 1986. № 6.

3.Иванова Е.Н. Принципы классификации, систематики и номенклатуры почв СССР //Классификация почв СССР. М.: Наука.1976. С 30-108.

4.Кирюшин В.И. О базовой классификации почв //Почвоведение. 1998. № 10. С. 1271-1277.

5.Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977. 223 с.

6.Опанасенко Н.Е. К номенклатуре и классификации скелетных почв //Сохраним планету Земля. Докл. Междунаролного экологического форума. Санкт-Петербург: Центральный музей почвоведения. 2004. С.447-450.

7.Розанов Б.Г. Проблемы генезиса и классификации почв //Почвоведение. 1989. С. № 10. С. 27-33.

6.Соколов А.А. Систематический список горных и предгорных почв Республики Казахстан (сокращённый вариант с элементами диагностики). Алматы:ТЕТИС. 2003. 88 с.

7.Цытрон Г.С., Смеян Н.И. К вопросу о классификации антропогенно-преобразованных почв Беларуси // Сохраним планету Земля //Доклады Международного экологического форума. Санкт-Петербург: Центральный музей почвоведения. 2004. С. 471-476.

8.Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Cмоленск: Ойкумена. 2004. 342 с.

ЛЕКЦИЯ 10

ОБЩИЕ ЗАКОНЫ ГЕОГРАФИИ ПОЧВ
Закономерности географического распространения почв определяются природными условиями на земной поверхности, взятыми в их взаимной связи и взаимной обусловленности.

Это положение лежит в основе следующих важнейших разделов географии почв: 1) учения о горизонтальной зональности; 2) учения о вертикальной зональности; 3) учение о почвенно-климатических фациях и провинциях и 4) теории сочетаний и комплексов. В.А.Докучаев впервые изучил широтно-зональное распределение почв на Русской равнине, где при движении с севера на юг последовательно сменяют друг друга почвы тундры, подзолистые почвы, серые лесные почвы, черноземы, каштановые почвы и бурые полупустынные почвы.

В.В.Докучаев установленную им закономерность распространил на весь земной шар и дал первую схему почвенных зон северного полушария.

Общий принцип широтной зональной концепции, сформулированный В.В.Докучаевым, оказался чрезвычайно глубоким, но отдельные стороны учения о горизонтальной зональности почв претерпели существенные изменения и уточнения.

Большое значение для установления общих законов географии почв имели обзорные мировые почвенные карты, созданные советскими учеными на принципах докучаевского почвоведения (К.Д.Глинка, Л.И.Прасолов, И.П.Герасимов).

По современным представлениям, в почвенном покрове суши могут быть выделены широтные почвенно-климатические пояса, обусловленные, главным образом термическими особенностями климата (полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический).

Для каждого пояса характерен свой большой ряд типов почв, которые не встречаются в других поясах. Эти типы имеют сходные термоэнергетические режимы, но различаются по условиям увлажнения.

Почвенно-климатические (теперь – географические) пояса разделяются на почвенно-биоклиматические области, характеризующиеся определенными гидротермическими особенностями и определенными типами растительности.

Почвенно-биоклиматическая область – совокупность почвенных зон и горных почвенных провинций, имеющих не только сходные радиационные и термические, но и сходные условия увлажнения и континентальности.

Различают области: 1) влажные (экстрагумидные и гумидные) с лесным, таежным или тундровым растительным покровом; 2) переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофито-лесным и саванным растительным покровом и 3) сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом.

Почвенный покров почвенно-биоклиматических областей более однороден, чем почвенно-климатических поясов, но все же он состоит из нескольких зональных и сопутствующих им интразональных почвенных типов. Поэтому в каждой почвенно-биоклиматической области выделяются две или три почвенные зоны. Каждая почвенная зона может быть определены как ареал зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв.

Биоклиматические условия в пределах почвенных зон не вполне однородны и изменяются в довольно широком диапазоне, что приводит к расчленению генетических почвенных типов на подтипы. В связи с этим очень часто в зонах выделяют почвенные подзоны, а по простиранию почвенных зон четко обособляются почвенные фации и провинции (их рассмотрим позже).
Основы учения о вертикальной зональности почв в горных условиях также были заложены В.В.Докучаевым на основании его исследований на Кавказе.

Докучаев отметил известную аналогию между сменой вертикальных почвенных зон при поднятии в горы и сменой горизонтальных почвенных зон, если двигаться от подошвы гор к северу.

Последующее изучение вертикальной зональности почв показало, что в горах имеется большее разнообразие биоклиматических условий и генетических типов почв, чем на равнинах.

Например, такие ландшафты, как холодные влажные луга (с альпийскими горно-луговыми почвами), холодные степи и пустыни, широко распространены в горах, а на равнинах почти не встречаются. Но все же в общем горные типы почв могут быть отнесены к тем же эколого-генетическим группам, что и почвы равнин.

По современным представлениям, каждая горная страна характеризуется определенной структурой вертикальной зональности почв. Эта структура, т.е. последовательность в смене вертикальных почвенных зон, определяется: 1) положением горной страны в системе горизонтальных почвенных зон; 2) высотой горной страны; 3) положением горной страны по отношению к преобладающему движению воздушных масс; 4) наличием температурных инверсий, т.е. стеканием масс холодного воздуха по склонам в определенные зоны и застаиванием его в депрессиях.

Учение о почвенно-климатических фациях и провинциях было разработано позднее учения о зональности почв. Наиболее значительный вклад в его развитие сделан Л.И.Прасоловым и И.П.Герасимовым.

И.П.Герасимов (1933) в работе «О почвенно-климатических фациях равнин СССР» вскрыл биоклиматическую природу фациальных и провинциальных различий внутри генетических типов почв. Эти различия, по его данным, связаны с неодинаковой континентальностью климата, с резкими различиями в суровости зимы и с неодинаковым распределением осадков по сезонам года.

Фация (в почвоведении) – часть биоклиматического пояса, почвенной зоны или подзоны, обладающая специфическими особенностями условий почвообразования и почв в связи с различиями в увлажнении или тепловом режиме. Употребляется в значении почвенная область и почвенная провинция.

Более поздние исследования показали, что почвы разных фаций внутри генетического типа существенно отличаются по особенностям гидротермического режима. Они промерзают на разную глубину, оттаивают и прогреваются с различной скоростью, имеют различные запасы влаги в поверхностном слое к началу вегетационного периода и различные температуры в более глубоких горизонтах почвы.

Почвенные провинции являются более мелкими подразделениями того же порядка, что и фации, и выделяются внутри фации.

Почвенная провинция – часть почвенной зоны, отличающаяся специфическими особенностями почв и условий почвообразования, связанных либо с различиями в увлажнении и континентальности, либо с температурными условиями.

Например: в пределах зоны обыкновенных и южных черноземов выделены равнинные провинции: Придунайская, Украинская, Приазовско-Предкавказская, Средне-Русская, Заволжская, Казахстанская, Предалтайская, Минусинская, Забайкальская.

На почвенной карте бывшего СССР выделено 110 провинций.

Явления фациальности наиболее сильно выражены в тех почвенных зонах, где наблюдаются резкие различия в температурах и снежности зимы в различных частях зоны.

Почвенный округ – часть почвенной провинции, характеризующаяся определенным типом почвенных комбинаций, обусловленных особенностями рельефа и почвообразующих пород. Для почвенного округа характерно наличие особых рядов и разновидностей зональных почв в комбинациях с интразональными почвами, развитие которых связано со спецификой пород или грунтовых вод.

Почвенный район – часть почвенного округа, характеризующаяся одним типом мезоструктуры почвенного покрова. Почвенные округа качественно различаются по составу и строению почвенного покрова; почвенные районы различаются лишь по количественному соотношению родов, видов и разновидностей почв, свойственных округу.

Таким образом, закономерное изменение биоклиматических условий в связи с широтным и меридиональным положением территории определяют наличие таких закономерностей почвенного покрова, как образование почвенно-термических поясов, почвенно-биоклиматических областей, почвенных зон и подзон, а также фаций и почвенных провинций.

Однако и в пределах почвенных провинций имеет место неодинаковость почвенного покрова, которая также подчиняется определенным закономерностям, обусловленным, главным образом, местными особенностями рельефа и почвообразующих пород.

Наиболее общее значение имеет закономерность распределения почв по элементаммезо- и микрорельефа,получившая название закона аналогичных топографических рядов (Сергей Александрович Захаров).

Сущность этого закона заключается в том, что распределение почв по элементам рельефа во всех зонах имеет аналогичный характер: на возвышенных элементах залегают почвы генетически самостоятельные (автоморфные), которым свойственна аккумуляция малоподвижных продуктов почвообразования; в пониженных элементах рельфа (шлейфы склонов, днища низин и западин) расположены генетически подчиненные почвы (полугидроморфные или гидроморфные), с аккумуляцией подвижных продуктов почвообразования в своем профиле; на склоновых элементах рельефа залегают переходные почвы, в которых по мере приближения к отрицательным формам рельефа возрастает аккумуляция подвижных веществ.

Распределение почв по конкретной территории в соответствии с законом аналогичных топографических рядов часто осложняется сменой пород и других местных условий.

Учение о генезисе, составе, формах почвенных неоднородностей получило название учения о структурах почвенного покрова (СПП).

Основой этого учения является представление об элементарном почвенном ареале (ЭПА) – небольшом участке территории на котором почвенный покров представлен одним разрядом почв. Структура почвенного покрова – это закономерная совокупность ЭПА.

Концепция ЭПА является одной из фундаментальных основ почвоведения. Она находится пока на первых этапах своего формирования, но заслуживает пристального и глубокого внимания. Перспективы ее развития интересны, увлекательны и чрезвычайно актуальны. Будущие сферы ее применения будут обширными и многогранными.

Комбинации почв состоят из большего или меньшего числа элементарных почвенных ареалов или, как их назвал Л.И.Прасолов (1927), «почвенных единиц почвенного покрова».

Границы перехода одного ареала в другие входят в характеристику ЭПА. Они могут быть резкими, ясными и постепенными.

Главная характеристика ЭПА – классификационное название, которое раскрывает генезис, состав, свойства и уровень его плодородия.

В зависимости от особенностей рельефа, свойств пород и некоторых других условий элементарные почвенные ареалы могут составлять различные микро-, мезо- и макрокомбинации, создавать конкретную структуру почвенного покрова (СПП).

Микрокомбинации характеризуются чередованием мелких (единицы и десятки метров) ЭПА, чаще всего связанных с микрорельефом.

Мезокомбинации – чередование более крупных ЭПА и микрокомбинаций, обычно связанные с мезорельефом или пространственной сменой почвообразующих пород.

Макрокобинации – чередование мезокомбинаций, обусловленные макрорельефом.

В каждой из этих групп различают контрастные и неконтрастные комбинации.

Впервые С.С.Неуструев (1915) разделил комбинации почв на комплексы и сочетания.

Комплексами он предложил называть закономерное чередование пятен почв в связи с изменением микрорельефа, а сочетаниями – закономерную смену более крупных контуров почв, обусловленную мезорельефом или почвообразующей породой. Эти понятия прочно утвердились в почвоведении.

Это разграничение имеет большое агрономическое значение, так как к различным почвенным контурам сочетаний почв может быть применена различная агротехника, а почвенные комплексы, несмотря на их большую неоднородность, приходится обрабатывать одинаково и в одно время.

В.М.Фридланд (1972) предложил в составе микрокомбинаций различать комплексы (с контрастным почвенным покровом) и пятнистости (с неконтранстным почвенным покровом).

В составе мезокомбинаций он обособил две главные генетические группы – мезокомбинации, обусловленные мезорельефом, и мезокомбинации, обусловленные пространственной сменой почвообразующих пород.

В первой генетической группе различаются сочетания с контрастным почвенным покровом и вариации – с неконтрастным почвенным покровом.

Во второй генетической группе выделяют мозаики (смена контрастных почвенных ареалов) и ташеты (смена неконтрастных почв).

Изучая генезис мезоструктур почвенного покрова различных зон и провинций, факторы, обусловливающие неоднородность почвенного покрова, В.М.Фридланд (1972), а за ним и другие исследователи, пришли к выводу, что основными структурообразующими факторами на мезоуровне являются литолого-геоморфологические особенности территории.