Развитие почв во времени
Для понимания эволюции почв и почвенного покрова важную роль играют исследования погребенных почв, реликтовых признаков почвенных горизонтов и почв в целом. Изучение ископаемых почв (палеопочв) дает очень ценный материал для суждения о географической обстановке минувших эпох. Ископаемые почвы существуют почти везде, где происходили резкие изменения в осадконакоплении, связанные с тектонической деятельностью, оледенением, миграциями пойм и дельт и т. д.
На Русской равнине выделяется более 10 ископаемых почв, разделенных слоями лесса. Все эти почвы стратиграфически хорошо прослеживаются в меридиональном направлении от перигляциальной области валдайского ледника (близ Смоленска) до Азовского моря.
Прошлые эпохи почвообразования в почвенном профиле диагностируют так называемые реликтовые признаки современных почв. Реликтовые признаки — это все свойства современной почвы, не соответствующие современным условиям почвообразования, например железисто-марганцевые конкреции в хорошо аэрируемых почвах, запасы гумуса и фракционный состав гумуса, присутствие железистых, карбонатных и других аккумулятивных горизонтов в почвах, наличие кротовин несовременного происхождения и т.д.
Наиболее часто реликтовые признаки свидетельствуют о сменах гидрологического режима (палеогидроморфизм) обычно под влиянием смены климата.
К реликтам гидроморфизма можно отнести следующие признаки: 1) прослои гальки, гравия, песка в почвах, особенно часто встречающиеся на пролювиальных равнинах; 2) слоистость; 3) оглеенные горизонты в средней и нижней частях профиля; 4) горизонты аккумуляции гипса и легкорастворимых солей в почвах (если они развиты на первоначально незаселенных породах).
В целом можно отметить, что в процессе эволюции почвы сохранили в себе все свойства, приобретенные на прежних этапах развития. Причем сами почвы, как правило, не адекватны современным условиям почвообразования. Они не поспевают за изменениями почвообразующих факторов и это запаздывание охватывает целые эпохи в эволюции почв. Приведем пример эволюции почв на суглинках в голоцене за 10—12 тыс. лет (по В. О.Таргульяну и А.Л.Александровскому).
1. Позднеледниковье. Слабодифференцированные почвы с признаками гидроморфизма и солифлюкционных деформаций.
2. Ранний голоцен. Гумусонакопление, оглеение и выщелачивание, отличавшиеся малой интенсивностью.
3. Теплый и влажный раннеатлантический период. Глубокая текстурно-химическая дифференциация почвенных профилей.
4. Позднеатлантическое время с увеличением засушливости климата. Темноцветное лугово-степное почвообразование.
5. Последняя треть голоцена с похолоданием. Деградация темноцветного горизонта, кислотный гидролиз и элювиально-глеевый процесс.
Развитие почв во времени в разных трендах педолитогенеза приводит к разным результатам. В зависимости от соотношения скоростей аккумуляции и денудации твердого материала на поверхности почвы и скоростей почвообразования и выветривания выделяют три основных тренда педолитогенеза.
1. Автохтонный, или нормальный. Почвообразование идет при фиксированном объеме и конечном запасе веществ исходной породы на стабильной дневной поверхности, почва «растет» в глубь породы. В стабильных условиях почвообразовательный процесс направлен на формирование климаксной почвы равновесной со средой. На это указывали В.В.Докучаев, А. А. Роде, Г. Пенни и др.
2. Аллохтонно-аккумулятивный. Почвообразование происходит при регулярном поступлении на дневную поверхность твердого материала извне (эолового, аэрально-вулканического, флюанального). Почва как бы «скользит» вверх по растущей толще породы, оставляя в глубине погребенные профили. В таких условиях образование климаксной почвы маловероятно.
3. Денудационный. Почвообразование идет при регулярном удалении твердого материала с дневной поверхности. В результате образуются постепенно срезаемые денудацией и «прирастающие» снизу омолаживаемые почвы, которые не только расту: вглубь, но и как бы «скользят» в глубь породы всем профилем Образование климаксного профиля невозможно.
Кроме трех основных выделяются также: турбационный (по А.Л.Александровскому), в котором происходит процесс направленных зоотурбаций с выносом материала на поверхность почв: гидрогенно-аккумулятивный (по Н.А.Караваевой), в котором наблюдается саморазвитие почв при заболачивании.
В каждом из указанных трендов саморазвитие почв существенно отличается. В автохтонном тренде идет непрерывное саморазвитие, т.е. образование почвы во времени при стабильном состоянии абиогенных факторов среды и развитии биотических факторов. Саморазвитие обычно подразделяют на два последовательных этапа:
1. Развитие от нульмомента (неизменной материнской породы) до образования зрелого профиля, в какой-то мере равновесного со средой (начальный период саморазвития по А. А. Роде, малый цикл жизни почвы по А. Г. Розанову, направленное саморазвитие по В.О.Таргульяну и А.Л.Александровскому).
2. Квазиравновесное или равновесное существование зрелого профиля. При этом состоянии характеристики почвы не меняются или колеблются около среднего значения.
Эволюция почв (по В.О.Таргульяну и А.Л.Александровскому) — это развитие, при котором почва претерпевает более чем один период саморазвития. При этом почва трансформируется вслед за изменениями факторов почвообразования. Почвы, пережившие одно состояние (один период саморазвития), считают моногенетичными, несколько состояний — полигенетичными.
Различают также почвы погребенные, т.е. перекрытые наносами. В противоположность им почвы непогребенные иногда именуют экспонированными, или дневными.
Методы, используемые для изучения эволюции почв, следующие. Первая группа методов — профильные, заключающиеся в реконструкции последовательности изменения почв путем изучения статичных состояний профилей. Во вторую группу входят методы межпрофильных сравнений: сравнение почвенных профилей в пространстве (сравнительно-географические методы) и сравнение во времени (сравнительно-хронологические, или метод хронорядов почв). Третью группу методов изучения эволюции почв составляют палеогеографические методы, которые заключаются в реконструкции трансформации почвообразования по данным палеогеографии об изменениях природной среды (спорово-пыльцевой, фитолитный и др.). Четвертая группа — комплексные методы: исторический, почвенно-археологический и биогеоценотический.