Введение к работе
Работа посвящена генетическому анализу профилей наиболее распространенных в центре Русской равнины дерново-подзолистых-, серых лесных почв и черноземов типичных, сформированных, как считается, на однородных суглинистых отложениях. Центр Русской равнины, где проводились наши многолетние (1973-1996гг) исследования, является перигляциальной областью последнего оледенения. Хронологически рассматриваемый период формирования профилей автономных почв совпадает со временем накопления поздяевалдайских отложений, в основном, покровных лессовидных суглинков и супесей.
Актушашюта про&декы. Несмотря на то, что со времени первых работ В.В.Докучаева естествознание сильно изменилось, значение его открытий в науках о Земле с течением времени только увеличивается. Убедительным тому примером явлпогся представления коллег и учеников В.В.Докучаева и наших великих предшественников -Л.С.Берга о ландшафтах, В.Н.Сукачева о биогеоценозах, В.Б.Шлыкова о геохимии ландшафтов и, наконец, В.И.Вернадского о биосфере и о почве как о биокосном теле. Изучение биологических, биогеохиии-ческих явлений в почвах, связанных с динамикой и цикличностью развития почвообразователен, в первую очередь, биоклииэтического фактора почвообразования, в наше время приобрело значительное развитие и имеет замечательные достижения, изложенные в трудах В.А.Ковды, И.П.Герасимова, А.А.Роде, Ы.А.Глазовской, Г.В.Добровольского, А.й.Перельмана, В.В.Добровольского, Зі. А. Соколова, В.О.Таргульяна,' Б.Г.Розанова, Л.О.Каряачевского, Е.А.Дмитриева, Л.С.Орлова, Д.Г.Звягинцева, Ф. Р. Зейдельмана и многих других исследователей.
Значительно менее изучены явления в почвах, связанные с динамикой и цикличностью развития яктогенного фактора почвообразования - пород и рельефа, хотя саьие общие закономерности осадочного породообравования или литогенеза били выявлены именно с учетом идей почвоведения. Например, теория осадочной дифференциации во времени (Л.В.Пустовалов) исходит ив представлений Б.Б.Полшно-ва, согласно которым в бассейнах материал отлагается в такой последовательности, в какой выносится из коры внветризаная. В современной теории литогенеза (Н.М.Страхов) выделяются две стадии литогенеза: стадия седиментогенеза и стадия диагенеза. При этом се-диментогенев вклю"- зт и такие процессы, которые, бев сомнения, могут считаться г. >ргенными и почвенными: мобилизация ведеств в коре выветривания, перенос веществ я осадкообразование на водосборных площадях. Ь лщепции гипергенеза и влияния почвенного гли-
- г -
нообразования на процессы седиментогенеза разработаны в трудах
Б.Б.Полынова, А.И.Перельмана, М.А.Глазовской, В.В.Добровольского,
Б.П.Градусова, И.А.Соколова, В.О.Таргульяна, А.Г.Черняховского,
Т.А.Соколовой и др. Однако теоретический задел почвешго-генети-
ческих проблем,. связанных с изучением литогенной основы почвооб
разования, "трёбуйГрасширения:
Вместе с тем для современных представлений о структуре окружающего мира характерно есє более глубокое понимание того факта, что одним из наиболее важных свойств всей иерархии естественных систем является ритмичность или цикличность природных процессов. В рамках почвоведения проблема происхождения циклов развития приобретает специфические черты. Почвенный покров не мог бы достичь существующей ныне сложности и разнообразия, если бы организация внешней среды была бы стабильна, если бы существовал только внутт рипочвенный источник неравновесия системы. Влияние на почвообразование одного из внешних по отношению к почве ритмических источников неравновесия - солнечной энергии и управляемого ею биоклиматического фактора общеизвестно. Оно имеет результатом формирование полигенетичных почв. Гораздо менее изучено влияние тех внешних источников неравновесности, которые могут управлять развитием литогенного фактора почвообразования - породами и рельефом и влиять на литогенную цикличность почвообразования. В этой связи работа, обосновывающая влияние морфолитопедогенных циклов развития литогенного фактора на формирование почвенных профилей представляется актуальной.
Цель и задачи исследований. Основной целью проведенных исследований является обоснование положения о поэтапном, более длительном и сложном, чем представлялось, формировании современных почвенных профилей, обусловленном единством процессов седиментогенеза и педогенеза. Поставленная цель определила выполнение следующих основных задач:
-
Проанализировать современное состояние проблемы универсальности цикличного развития факторов почвообразования и влияния этой цикличности на формирование почв;
-
Провести анализ проблемы происхождения дискретного строения литогенных факторов почвообразования - материнских пород и рельефа;
-
Выявить закономерности формирования профилей почв, прямо связанные с цикличностью процесса формирования материнских пород;
-
Выявить региональные закономерности "записи" природных событий в педоциклитах, представляющих собой композиции из элементарных почвенных образований (ЭПО);
5. Разработать систему методов изучения педоциклитов как системы разновозрастных горизонтов ЭПО, составляющих почвенный профиль.
Методологические подходы. Анализ результатов исследований проводился в рамках следующих методологических подходов и концепций:
сравнительного зножго-геветчєснвго. Появившись в качестве методологии науки экологии почв как самостоятельного раздела генетического почвоведения, подход в наиболее полном виде разработан в трудах И.А.Соколова (1985, 1990, 1993), Г.В.Добровольского, Е.Д.Никитина (1986, 1990) и др. Одним из методов разделения разновозрастной и разногенетической совокупности почвенных свойств является метод монофакторного сравнения. В качестве различающихся факторов почвообразования были использованы возраст страны и рельеф местности;
истпоричесдаго. Этот подход к изучению почв был заложен еще В.В.Докучаевым, развивался многими его учениками и последователями: К.Д.Глинкой, В.Б.Полыновым, С.С.Неуструевым, И.П.Герасимовым, А.А.Роде, В.А.Ковдой, Г.В.Добровольским, М.А.Глазовской, В.М.Фридландом, Б.Г.Розановым, И.А.Соколовым, В.О.Таргульяном, С.В.Зонном, И.М.Гаджиевым, Н.А.Караваевой, Л.Л.Александровским, А. Н. Геннадиевну,, И.В.Ивановым и многими другими. К исследованиям этого ряда можно отнести работы наших коллег-палеогеографов и ге-ологов-четвертичников: К.К.Маркова, А.А.Величко, Л.Р.Серебрянно-го, О.П.Добродеева, М.Ф.Веклича, Ю.А.Лаврушина, И.И.Краснова,Е.А. Спиридоновой, Е.П.Зарриной, Т.Д.Морозовой, Н.А.Сиренко, Ж.Н.Мат-виишиной, Н.С. и А.Ф.Болихозских и др. Определенный вклад внесли работы путинских почвоведов, основанные на изучении палеокриоге-неза в древних и современных почвах центра Русской равнины;
сисв&штго. На основе представлений В.В.Докучаева, Л.С.Берга, В.Н.Сукачева, В.И.Вернадского, А.А.Григорьева, Б.Б.Полынова создан ряд фундаментальных учений геосистемного характера. В настоящее время почвы как природные системы рассматриваются в трудах М.А.Глазовской, Г.В.Доброльского, А.И.Перельмана, Й.А.Соколова, В.О.Таргульяна, Л.О.Карпачевского, Е.А.Дмитриева, Ф.И.Козловского, С.А.Шобы, К.С.Михайлова, М.И.Герасимовой, М.Н.Строгановой, Т.В.Турсиной, И.Н.Степанова, С.В.Горячкина, М.И.Дергачевой и др;
концепции полігепеїтчпсст почвообразояазия, связанного с цикличностью неотектонических процессов на плакорах и в долинах рек. Обоснована работами В.А.Ковды, А.А.Роде, Г.В.Добровольского.
Основные защищаемые положения. К защите представлена концепция морфолитопедогенеза, базирующаяся на следующих положениях:
-
Процесе морфолитопедогенеза представляет собой единое взаимозависимое развитие трех структурных компонентов биосферы: участков дискретной земной поверхности, пород, слагающих эти поверхности, и почв, формирующихся на этих породах;
-
Формирование модальных современных почвенных профилей центра Русской равнины не связано с проработкой какого-то объема матёр1шс1Ш_1юрод11^дйншвды^запущенныш1^например^—с-началом-го-— лоцена) почвообразовательными процессами. Профили характеризуемых почв начали формироваться снизу послойно, т.е. циклически, задолго до голоцена. При этом каждый вновь отложенный слой материала какое-то время находился на дневной поверхности и, следовательно, прорабатывался почвообразованием, и что затем этот слой, уже в виде' первичной почвы или элементарного почвенного образования (ЭПО), погребался новым материалом, который вновь прорабатывался почвообразованием, и так далее, до современной поверхности;
-
В результате ритмического маломощного слоеобразования из переносимого по дневной поверхности материала и его специфической в перигляциальных условиях педогенной проработки формируются мор-фолитопедогенностратифицированные толщи (мы их.назвали педоцикли-тами), представляющие собой композиции из ЭПО. Педоциклиты, являясь материнскими породами для голоценового почвообразования, определяют внутрипрофильный литогенный фон голоценового педогенеза;
-
Каждое ЭПО формируется в процессе цикла морфолитопедогенеза, состоящего из двух последовательных стадий разной продолжительности: стадии накопления материала или стадии литогенеза и стадии последующей проработки отложенного материала процессами почвообразования или стадии педогенеза. Продолжительность цикла составляет около 2,0 тыс.лет;
-
Каждое ЭПО, отражая былые экологические условия формирования, обладает собственным набором почвенных свойств, которые для голоценового почвообразования являются реликтовыми.
Научная новизна. Установлено, что история формирования модальных почв центра Русской равнины - дерново-подзолистых и серых лесных оказывается значительно сложнее и длительнее, чем это предполагается в традиционной модели их генезиса. Эти почвы представляют собой педоциклиты, т.е. сложно построенные профили, состоящие из элементарных почвенных образований (ЭПО).
Предложена концепция морфолитопедогенеза, которая может быть использована при построении общей теории почвообразования и в генетической классификации почв.
Практическое значение работы. Историчность почвоведения определяет в значительной степени его методологию. Однако данные в
области истории почв основываются практически всегда на интерпретации действовавших в прошлом факторов и процессов, часть которых всегда остается неизвестной. Может быть, одна из немногих возможностей проверить достоверность' исторических данных заключается в построении непротиворечивой и хотя бы частично проверяемой рет-рогнозно-прогнозной схемы развития. Предложен прием разработки педохронологической шкапы и на ее основе построена ретрогноз-но-прогнозная схема почвообразования.
Результаты исследований вошли в отчеты Института почвоведения и фотосинтеза РАН по теме "Эколого-геохимические особенности формирования и использования почвенного покрова Русской равнины", N Гос.регистрации 01.86.0 - 001205 (НТП ГКНТ 0.51.01 РАН N10103 -398, задание 01.01.44., тема N 8); в рачках Программы Отделения физико-химической биологии РАН "Исследовачие живой природы" по теме N 10.8.6.: "Эколого-генетический анализ и история формирования почв и почвенного покрова в связи с изменением окружающей среды".
Отдельные положения диссертации были использованы при составлении экспертных заключений по почвенно-зкологической оценке региона Билибинской АЭС (Чукотка).
Материалы диссертации используются в ряде учебных курсов, читаемых автором на эколого-биосферном факультете Путинского государственного университета.
Апробация работа. Материалы и основные положения диссертации докладывались на YI-YIII съездах ВОП (Тбилиси, 1981; Ташкент, 1985; Новосибирск, 1989) и на II съезде почвоведов России (Санкт-Петербург,1996); на 1-ІII Всесоюзных совещаниях по эволюции почв (Пущино, 1984,1989,1992), на Всесоюзных конференциях по проблемам почвенного криогенеза (Пущино, 1975,1980,1989); на XIII и XIY Международных Конгрессах почвоведов (Гамбург, 1986; Киото, 1990); на XI и XIII Конгрессах Международного союза по изучению четвертичного периода (Москва, 1982; Пекин,1991); на съезде почвоведов Германии (Киль, 1993); на международных симпозиумах, конференциях, совещаниях (Воронеж,1981; Алма-Ата, 1988; Находка, 1988; Пущино, 1989,1990,1991; Якутск, 1990); на Y и YII комиссиях РОП.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, .7. частей, содержащих /w глав, заключения и выводов. Она включает ZZ9 страниц машинописного текста, 6$ рисунков и таблиц; список литературы содержит $?/ работ.