Введение к работе
Актуальность проблемы. Одно из главных мест при создании теоретических основ прогнозирования изменчивости почв в процессе использования их в народном хозяйстве занимает проблема гумусообразования. Іумус является ведущим началом в процессах формирования и функционирования почв, в создании почвенного плодородия и обеспечении его устойчивости. Без знания законов, которым подчиняется процесс гумусообразования, невозможно обосновать практические рекомендации по эффективному и рачительному использованию гумусового фонда почв и поддержанию и(или) улучшению их гумусового режима, а таете охране и возобновлению природных биосферных ресурсов.
Основополагающими работали советских и зарубежных исследователей многие вопросы, связанные с изучением отдельных сторон процесса гумусообразования, уже решены. Однако ряд важных аспектов этой сложной проблемы не нашел должного развития. Прежде всего это касается анализа гумусообразования как процесса формирования (и функционирования) системы гумусовых веществ почв в методологическом отношении. Данная проблема является многоуровневой. Во-первых, гумусообразовалие монет рассматриваться как целостное явление, интегральные характеристики которого позволяют оценить направленность развития и осо -бенности протекания процесса. К таким интегральным произ -водным процесса гумусообразования относится гумусовый профиль почв (Дергачева,1984).Во-вторых, этот процесс монет расчле~ няться на более элементарные процессы, которые могут оцениваться также по их интегральным характеристикам. И,наконец, в-третьих, гумусообразовалие можно исследовать на уровне микропроцессов или элементарных физико-химических, химических ЕЛИ биохимических процессов. Таким образом, система гумусовых веществ, функционирующая в почве, может изучаться как с точка зрения законов существования и развития природных систем био-
еферного типа (поскольку является подсистемой одного из наиболее низких порядков системы "биосфера",,так и законов функционирования химических или физико-химических систем» Такое сочетание подходов к изучению гумусообразования на разных уровнях его анализа позволяет выделить из множества признаков, свойств, связей те, обідає для всех почв, которые характеризуют его как процесс формирования(и функіврнирования)систещ гумусовых веществ.
Многоуровневое понимание проблемы предопределило специфический подход к исследованию гумусообразования, сочетающий изучение гумуса в статике, динамике и длительном временном развитии почв, а также познание закономерностей существования и развития этого почвенного компонента как совокупности взаимосвязанных гумусовых веществ, т.е. как системы.
Всё это обусловило необходимость постановки следующих задач:
1«Обосновать методологические и методические подходы к изучению гумуса как природной педогенной системы на разных уровнях познания проблемы, а также Быделить и изучить свойства и параметры гумуса, необходимые и достаточные для характеристики его как системы.
2.Исследовать и провести обобщенную оценку вещественно-энергетической основы функционирования системы гумусовых веществ.
3.Выявить закономерности пространственно-временной изменчивости системы гумусовых веществ..
4.Разработать основу концептуальной модели гумусообразования как процесса формирования (и функционирования) системы гумусовых веществ.
Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования использовались -TmnrHKHe целинные, наиболее распространенные на территории Западной Сибири и прилегающих горных территориях почвы.
Сравнительно-географический, сравнительно-аналитический методы, а также метода стационарных наблюдений,полевого и лабора торного моделирования явились основой данного исследования. Пр: аналитическом изучении гумуса почв применялись современные химические и инструментальные метода (І1ономарева,Плотніікова,І975 Орлов,Гришина, 19.81; Детерман.1970; Александрова, 1980).
Теоретический вклад и научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование гумуса почв, включающее изучение его зостава и свойств в статике, динамике и длительном временном развитии почв, с одних методологических и методических позиций. В результате разработаны и описаны основные понятия и положения о системе гумусовых веществ почв и предложена концепция гумусообразования как исторического процесса формирования (и функционирования) системы гумусовых веществ. Она заключается в том, что гумусообразование есть длительный процесс, протекающий в течение ряда сменяющих друг друга, разных по протяженности и биоклиматическш условиям отрезков времени, в ре -зульгате которого образуется система гумусовых веществ, представляющая собой совокупность взаимосвязанных компонентов разного возраста: от современного до геологического. Неоднозначность .геоморфолого-бгоклйматической истории конкретных терри -торий обусловливает своеобразие формирующейся системы гумусовых веществ и влияет на особенности последующего её функционирования.
Разработано представление об элементарных гумусообразова-тельных процессах, дана их обобщенная характеристика, группировка и описание на их основе гумусового профиля разных типов почв.
Введено понятие гумусового профиля как совокупности генетически и химически сопряженных однородных зон (слоев) почвы, каждая из которых характеризуется определенным, совйсгвенным только этой зоне сочетанием и интенсивностью элементарных гу-мусообразовательных процессов. Обосновывается возможность применения 'его характеристик при зталонизации и' генетической диагностике, почв.
Впервые экспериментально изучены количественные и качественные характеристики поступления вещества и энергии в систему гумусовых веществ (на примере почв южно-таёжной подзоны) и дана обобщенная оценка вещественно-энергетической основы её функционирования.
Показано, что гумус лочв на разных уровнях его организации (вплоть до макромолекулярного) динамичен. Установлена общая для всех почв направленность внутригодичной его изменчивости. Впервые установлена цикличность превращений систем}; гу-
мусовых веществ в процессе её внутригодичяых изменений и обоснована необходимость строгого подхода к срокам изучения гумуса почв дая раапичных целей в связи с присущей ему динамичность» в процессе функционирования.
Разработана система принципов и методов исследования гу -муса ископаемых почв и интерпретации результатов. Обосновыва-ется возможность использования всесторонних исследований гумуса ископаемых почв для диагностики, палеореконструкций, а также для оценки временной изменчивости системы гумусовых веществ.
Впервые рассмотрены основные закономерности пространственно-временной изменчивости системы тумусовых веществ.
Защищаемые положения. На защиту выносятся следующие теоретические положения:
I.Гумус почв представляет собой систему разновозрастных веществ ледогенной природы, процесс формирования которой составляет суть гумусообразовашш.
2.Гумусовый профиль почв, являясь интегральным отражением процесса формирования и функционирования системы гумусовых веществ, представляет собой последовательный ряд генетически и химически сопряженных однородных зон(слоев) почвы,1 каждая из которых характеризуется определенным; сочетанием и интен-'сивностыо элементарных гумусообразовательных процессов.
Практическая ценность. Разрабатываемая концепция гумусообразовашш является основой нового направления в исследовании гумуса почв - эволюционно-генетического.
Анализ полученных данных, характеризующих гумус как систему, а гумусообразование как процесс формирования (и функци-_ онирования) системы гумусовых веществ,может служить основой теоретических разработок рационального природопользования.
Установленная динамичность и цикличность превращений гумуса почв в годичном цикле позволяет обосновать оптимальные сроки отбора почвенных образцов с целью диагностики, эталони-зации и классификационных построений и рекомендовать их в практику работ научно-исследовательских "институтов, свя -" занных с исследованием этого почвенного компонента с различными целями.
Проведенная оценка вещественно-энергетической основы функционирования системы гумусовых веществ в условиях южно-таёж-
ной подзонн может использоваться для решения вопросов функционирования и устойчивости экологических систем.
Полученные характеристики гумусового профиля могут быть использованы при генетической диагностике почв.
Методические рекомендации'по изучению ископаемых почв (Дергачева и др.,1984) рассмотрены и одобренн секцией стратиграфии, тектоники и литологии осадочных полезных ископаемых Ученого совета Института геологии и геофизики СО АН СССР и изданы тиражом 500 экземпляров. Эти рекомендации используются в практике расчленения субаэральной толщи Западной Сибири, а также в работах научно-исследовательских институтов.
Разработанная автором система принципов и методов изучения, анализа и интерпретации результатов исследования гумуса ископаемых почв позволяет рекомендовать их не только для диагностики древних почв, но и как самостоятельный метод палео-реконструкции.
Теоретические положения и экспериментальные результаты работы используются в качестве учебного материала в вузах страны, а также автором при чтении спецкурса в Новосибирском государственном университете.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещании "Гумус и его роль в почвообразовании и плодородии"(Ленинград,1973), на Ш,1У,У съездах почвоведов (Тарту,1966; Алма-Ата,1971; Минск,1977), совещаниях "Земельные ресурсы Сибири"(Новосибирск,1977,1982),Всэ-союзных симпозиумах по проблемам Севера (1979,1981,1983), зональных научно-технических конференциях (Тюмень,1981;Барнаул, 1983), Всесоюзном совещании "Лесная подстилка и её роль в лесном биогеоценозе" (Красноярск,1983),Республиканской научной конференции "Докучаевское почвоведение 100 лет на службе сельского хозяйства" (Ленинград,1983),Всесоюзной научной конференции "Агропочвоведение и плодородие почв"(Ленинград,1986).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 работ, в том числе две монографии.
Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и выводов. Она включает 289 страниц текста, 62 рисунка и48 таблиц. Список литературы насчитывает 416 названий на русском иІЗб на иностранных языках.
