Введение к работе
Актуальность темы. Актуальность темы определяется исключительно важной ролью лесных пожаров в эволюции таежных ландшафтов криолитозоны, а также бурным промышленным развитием исследуемого региона, отмечаемым в последние десятилетия.
Программой социально-экономического развития PC (Якутия) предусмотрено дальнейшее формирование Южно-Якутского ТПК и строительство железной дороги Беркакит-Томмот-Якутск (АЯМ), а также развитие Томмотского и Алданского промышленных узлов на базе открытых месторождений железных руд, золота, слюды, полиметаллов и апатита. В этом смысле принципиальное значение имеет законсервированное на стадии детальной разведки Эльгинское месторождение каменных углей, расположенное в Токийской котловине. Данное месторождение к 2013-2015 гг, когда истощатся запасы нерюнгринских углей, предполагается сделать базовым для энергетики всего Дальневосточного региона, а также объектом крупномасштабных экспортных поставок топливного и коксового концентратов.
Рост промышленного потенциала и связанное с ним увеличение населения в этой части Республики сопровождается резкой диспропорцией производства малотранспортабельных продуктов питания (Линникова, 1984). При этом развитие сельскохозяйственного производства здесь сдерживается ограниченностью естественных лугов и пастбищ для кормопроизводства (Рекомендации..., 1982).
Последнее вызывает необходимость выявления площадей целинных почв первоочередного и перспективного освоения (Приемы освоения..., 1986) в данной зоне и углубленного изучения их вещественного состава, свойств и режимов, закономерностей пространственного размещения с целью, разработки рациональных концепций их использования и охраны.
Помимо этого, получение исходной басы данных по вещественному составу почв Южной Якутии и особенностям миграции элементов в них также актуально в связи с мониторингом почв таежных экосистем в условиях растущего антропогенного пресса. Последнее рассматривается как одна из наиболее важных программных задач в области лесного почвоведения на современном этапе (Зонн, Карпачевский, 1987).
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось выявление общих закономерностей формирования свойств
и вещественного состава почв областей активного пирогенеза и оценка влияния пирогенеза на почвообразование в эволюционном, географическом и экологическом аспектах. В ходе данной работы решались следующие задачи:
-
Обосновать природную обусловленность, высокую частоту и широкую масштабность пирогенеза как субфактора мерзлотного таежного континентального почвообразования на Северо-Востоке Азии.
-
Выявить особенности выветривания и автоморфного почвообразования в областях активного пирогенеза.
-
Определить пирогенетическую концепцию таежного гумидного континентального почвообразования на Северо-Востоке Азии.
-
Изучить диагностику пирогенных почв, их возраст и наметить подходы к их классификации.
5. Определить экологическое значение пирогенеза и
разработать приемы химической мелиорации пирогенных почв при их
интенсивном сельскохозяйственном освоении.
Методология исследований. Общей методической основой данных исследований является метод диалектической логики, определенный великим немецким философом Г.Гегелем, суть которого состоит в развитии познания через движение противоречий. В связи с этим интересно процитировать мысль А.Пуанкаре, показывающую особенности пути поиска нового в фундаментальных науках. А именно, что на определенном этапе развития науки первостепенный интерес имеет не исследование случаев, вписывающихся в каноны данной науки, а установление исключений из них (Методологические..., 1988, с.75).
В этой связи анализ литературы и многолетний опыт наших почвенных исследований в Южной Якутии привел к необходимости выделения ряда противоречий, которые не вписываются в каноны так называемой "статической" концепции почвообразования, когда развитие почвообразующей породы под влиянием почвообразователей в зональный тип почвы рассматривается как непрерывный во времени процесс. К главным из этих противоречий относятся следующие:
1. Увеличение степени выщелоченное и оподзоленности почв днищ впадин, по сравнению с таковыми, окружающих горных хребтов по мере общего уменьшения в этом направлении количества атмосферных осадков и увеличения эвапотранспирации (Коноровский, 1984).
-
Одновременное наличие "нетипичных" сиаллитных подбуров на сапролитах (Таргульян, Куликов, 1969) совместно с нормальными ферсиаллитными подбурами, развитыми на коре выветривания гранитов и подбурами ферсиаллитными остаточно-карбонатными, сформированными на элювии доломитов и известняков (Коноровский, 1984).
-
Маломощность, слабая выветрелость и дифференциация состава мелкозема почв древних денудационных поверхностей выравнивания палеозойского и мезозойского возраста при отсутствии покровного оледенения и относительно высокой скорости биохимического выветривания в регионе.
-
Аккумулятивный тип распределения гумуса и ила в зональных подзолистых почвах.
Анализ этих противоречий зонального почвообразования привел нас к необходимости принять постулат о том, что лесные пожары на протяжении тысячелетий "сопровождали" почвообразование в континентальной части Северо-Востока Азии, оказывая решающее значение на течение почвообразовательных процессов. Последнее позволило определить пирогенетическую концепцию прерывистого полициклического почвообразования, с позиции которой вышеуказанные противоречия хорошо объяснялись.
При обосновании данной концепции нами использовались также и частные методы познания, принятые в почвоведении. Так, в основе был использован комплексный метод исследования (Роде, 1971; Соколов, 1978), а эволюция почв рассматривалась в связи и во взаимодействии со всеми остальными компонентами биогеоценоза (Сукачев, 1972) или элементарного ландшафта (Полынов, 1956).
Признавая огромное влияние лесных пожаров на изменение состава, свойств и режимов автоморфных почв мерзлотной области, мы предложили термин "Пирогенез", понимая под ним совокупность процессов и явлений, возникающих в природных ландшафтах под действием огня (Чевычелов, 1992, с.32). При этом, приступая к изучению пока в самой общей форме влияния пирогенеза на состав, свойства и эволюцию мерзлотных почв, мы полностью разделяем слова основателя Якутской школы почвоведения В.Г.Зольникова (1970, с.47) о том, что каждому процессу, протекающему в почве, в каждом данном случае нужно придавать то значение, которое он занимает в природе.
Именно эта мысль является лейтмотивом всех наших исследований, представленных в данной работе.
Для более объективного освещения роли пирогенеза в эволюции мерзлотных почв нами также был использован целый арсенал общих стандартных методов изучения географического распространения, вещественного состава и свойств зональных почв, в сочетании со специальными методами, принятыми в почвоведении.
Научная новизна. 1. Обоснована природная обусловленность, высокая частота, широкая масштабность пирогенеза и его субфак-ториальное значение для почвообразования в континентальных секторах мерзлотной области бореального пояса Северо-Востока Азии.
-
Предложена пирогенетическая концепция прерывистого полициклического почвообразования, описаны специфические авто-морфные почвы пироциклоземы, развитые в областях активного пирогенеза, определен их возраст, намечены пути классификации последних.
-
К семи типам зональных автоморфных почв Южной Якутии (Петрова, 1971; Коноровский, 1984; Еловская, 1987) добавлено еще три новых самостоятельных типа: горно-луговые, буроземы и буро-таежные, то есть исходный систематический список автоморфных почв Южной Якутии существенно увеличен.
-
Вопреки существующему мнению о восточно-сибирском типе поясности растительного и почвенного покровов Южной Якутии, показано, что в реальности здесь на отдельных высокогорных хребтах выделяется так называемый охотский тип поясности почвенно-растительного покрова, представленный, как минимум, пятью зональными почвенными типами, характерными в большей степени для территорий Дальнего Востока с муссонным климатом.
-
Создано полное представление о зональной почвенной катене на карбонатных породах, где впервые описаны подбуры остаточно-карбонатные, ранее гипотетически на правах рода, выделенные в схеме А.К.Коноровского (1984, с.15).
-
Впервые обоснована роль псевдооподзоливания, как основного элементарного почвенного процесса (ЭПП), отвечающего за дифференциацию вещественного состава профилей остаточно-карбонатных почв.
-
Выявлены резервы биофильных элементов (N, Р, К, Са, Мд, Fe, Си, Zn, Мп, Со, Мо и В) в почвах по степени их доступности для
растений, предложены конкретные приемы химической мелиорации пирогенных почв при их сельскохозяйственном освоении.
Защищаемые положения. 1. Пирогенез является активным широкомасштабным цикличным субфактором почвообразования в континентальных секторах мерзлотной области бореального пояса Северо-Востока Азии.
-
Многообразие типов гумидного автоморфного почвообразования областей активного пирогенеза обусловлено одновременным существованием двух направлений педогенеза, реализующихся по законам климатической конвергенции и литогенной дивергенции. Последнее определяет модальное положение подбуров в почвенном покрове исследуемой территории.
-
Влияние пирогенеза приводит к формированию полициклических синденудационных зональных почв, специфическими особенностями которых являются маломощность профиля, как и отдельных ти-подиагностических горизонтов, слабая выветрелость, отсутствие или незначительная внутрипрофильная дифференциация вещественного состава их мелкозёма.
Научно-прикладное значение. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования углубляют представления о генезисе, географии и свойствах автоморфных почв, одного из самых малоизученных обширных горно-таежных регионов России. Расширяют знания о многообразии зональных почвенных типов в областях активного пирогенеза с контрастными климатическими, геоморфологическими и литогеохимическими условиями почвообразования. Выявляют особенности вещественного состава, свойств и возраста пирогенных почв и, как следствие, определяют пути их наиболее рационального использования и охраны. В этом смысле полученные материалы могут быть использованы в лекционных курсах по географии, генезису и мелиорации почв.
Результаты проведенных исследований использованы при выявлении земельных ресурсов и разработке мелиоративных мероприятий (Приемы освоения..., 1986) в связи с организацией новых совхозов в зоне Якутского сектора БАМ (АЯМ), а также при составлении почвенно-геохимическои карты Южной Якутии масштаба 1:500000, переданной ПГО "Якутскгеология".
Результаты работ по исследованию уникальных ландшафтов Токийского Становика и Токийской котловины использованы при биоло-
гическом обосновании необходимости организации заповедника Б.Токо (переданы Госкомприроде PC (Я)), проведении экологической экспертизы возможных вариантов развития Эльгинского каменноугольного месторождения (переданы на стадии ТЭО Головному институту "Сибгипрошахт", г.Новосибирск).
Полученные данные по вещественному составу почв Южной Якутии могут быть использованы как базовые при проведении экологического почвенного мониторинга и разработке мероприятий по охране почв.
Апробация работы. Отдельные положения работы доложены на^дещональной сибирской конференции молодых ученых (Улан-Удэ, 1984), на XI Всесоюзном симпозиуме "Биологические проблемы Севера" (Якутск, 1986), на всесоюзной конференции "Молодежной секции ВОП" (Ташкент, 1990), на всесоюзной конференции "Почвы Дальнего Востока (Владивосток, 1990), на I Международной конференции "Криопедология" (Пушино, 1992), на межлабораторном семинаре Института почвоведения и агрохимии СО РАН (Новосибирск, 1992, 1997), на совместном межлабораторном семинаре Института леса и древесины им. В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск, 1992).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. Последний включает 305 источников, в том числе 23 работы иностранных авторов. Общий объем работы 281 страница компьютерного текста (шрифт Times New Roman Cyr 13), она содержит 52 таблицы и 18 рисунков.
Автор выражает благодарность заслуженному деятелю науки РСФСР и РС(Якутия), д.с.-х.н., профессору Л.Г.Еловской, д.б.н. А.К.Коноровскому, к.б.н. Д.Р.Шиндлер и другим сотрудникам лаборатории почвоведения ЯИБ СО РАН за постоянную помощь и содействие в процессе сбора и аналитической обработки материала.