Время как фактор почвообразование
С историей развития земной поверхности и временем почвообразования неразрывно связано формирование почв и почвенного покрова. В. В.Докучаев, его ученики и последователи — С. С. Неуструев, П. С. Коссович, В. В. Геммерлинг, К. К. Гедройц, В. Р. Вильяме и др. — уделяли проблемам эволюции и возраста почв большое внимание.
В работе «Почва и циклы эрозии» (1922) С. С. Неуструев выделял стадии почвообразования, связанные с геологическими эрозионными циклами на земной поверхности — эволюцией рельефа.
В. Р. Вильяме идею развития почв во времени воплотил в учение о едином почвообразовательном процессе. Все разнообразие почв он рассматривал как «отдельные, генетически связанные между собой стадии одной общей, грандиозной по своей протяженности во времени и пространстве истории воздействия биологических элементов природы на поверхностные слои земной суши». По В. Р. Вильямсу, почвы эволюционировали в такой последовательности: пустынный процесс —подзолистый—дерновый—степной – пустынный—подзолистый и т.д. Несмотря на то что идея Вильямса о бесконечном развитии почв не нашла подтверждения, она представляет бесспорную ценность.
Б. Б. Полынов, подводя итоги достижениям русского почвоведения в области эволюции почв, фактически создал новый раздел почвоведения — палеопедологию. При анализе почвенного профиля он предлагал особо выделять остатки горизонтов, образовавшихся в предшествующие фазы почвообразования.
А. А. Родэ, генерируя идеи предшественников и особенно идеи П. С. Коссовича, разработал концепцию саморазвития почвы. Саморазвитие почвы представляет собой совокупность тех изменений, которые почва претерпевает в данной физико-географической обстановке под влиянием циклических (суточных, годичных, вековых) внутренних почвенных процессов без изменения условий почвообразования. С каждым новым циклом развития в почве накапливаются определенные изменения, которые в совокупности приводят к ее поступательному развитию.
А. А. Розанов выделил три цикла в жизни почвы — малый, большой и геологический. В малом цикле почва саморазвивается при относительно неизменных биоклиматических условиях. Например, прогрессирующее засоление или рассоление почвы. Большой цикл почвообразования связан с изменением ландшафта — биогеоценоза вследствие геоморфологических, климатических, эпейрогенических процессов. Наиболее ярко эти процессы выражены на примере развития поименно-долинного комплекса рельефа, перехода аллювиальных пойменных почв в зональные на надпойменных террасах.
Геологический цикл почвообразования определяется новой геологической эпохой. Например, остаточные аллитные коры выветривания в Средней Азии свидетельствуют о том, что в третичном периоде здесь были субтропические и тропические леса с латеритами, красноземами и коричневыми почвами. Новый геологический цикл сменил тропическое почвообразование на пустынное.
И.А.Соколов и В.О.Таргульян, характеризуя время как фактор почвообразования, предложили термин «характерное время» (табл. 5). Под характерным временем почвообразования понимается время, необходимое для того, чтобы то или иное свойство почвенного тела или вся почва полностью сформировались, т. е. пришли в равновесие с комбинацией факторов почвообразования.
При этом эволюция почв не поспевает за изменением факторов почвообразования. Те же авторы предложили слабо изменяющиеся во времени свойства почв, например минералогический состав, наследованный от породы, называть «почва-память», а быстро меняющиеся во времени динамические свойства почв — «почва-момент».
Характер эволюции тех или иных почв всегда был неразрывно связан с проблемой оценки возраста конкретных нормально развитых почв. Для характеристики возраста почв используют такие понятия, как абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютный возраст почв (по В. Р. Вильямсу) характеризует период, прошедший с начала почвообразования и до настоящего времени. Относительный возраст почв характеризует скорость «процесса почвообразования, скорость смены стадий развития и зависит от сочетания условий почвообразования и свойств почв.
Наиболее древние почвы могли сохраниться с третичного возраста на плато и денудационных равнинах в низких широтах. В этом случае их абсолютный возраст достигает десятков миллионов лет. Подавляющее большинство современных почв имеет возраст, исчисляемый многими тысячелетиями, на протяжении которых условия почвообразования неоднократно менялись. Так, в четвертичном периоде происходили поднятия и опускания суши на фоне общего похолодания и иссушения климата, что изменяло скорости выветривания, выщелачивания и аккумуляции.
Методы определения возраста почв. Существует много косвенных и прямых методов определения абсолютного и относительного возраста почв и почвообразующих пород (геоморфологический, палеокриологический и палеоботанический, фациально-стратиграфический, палеомагнитное датирование, палеопедологический анализ и др.). Некоторые из них будут изложены ниже.
В.В.Докучаев (1883) одним из первых создал прямой метод определения возраста почв, исследуя известковые плиты Староладожской крепости. Он установил, что для образования почвы на плитах потребовалось 760 лет. В то же время, по заключению Тамма, для образования подзола с грубогумусовым (А1 = 10 см), подзолистым (А2 = 10 см) и иллювиально-железистым (В1 = 25 см) горизонтом требуется 1 000 — 1500 лет.
По скорости изменения свойств почв был предложен ряд других методов определения возраста почв. А.А.Розанов по относительному—остаточному накоплению оксидов в почве, которым сопровождается элювиальное почвообразование на известняках, определил возраст красноземов Шанского нагорья Бирмы. Было установлено, что метровая призма краснозема содержится около 420 кг, в то время как метровая призма известняка — всего 15 кг. Отсюда можно вывести, что десятиметровая почва красноземов Шанского нагорья могла образоваться из метрового слоя плотного известняка. Годовое понижение поверхности Шанского нагорья исчисляется 0,5 мм суммарно за счет твёрдого и химического стока. Если бы процесс денудации на протяжении всего времени шел с одинаковой скоростью, то на формирование толщи краснозема потребовалось бы около 2 млн лет.
В.А. Ковда по гидрогенной аккумуляции солей (гипса) в протрите почв определил возраст солончаков Голодной степи. Иногда
молодости или древности почв можно судить по положению в рельефе, особенно это относится к почвам речных долин. Однако и здесь отмечалось похолодание, снижение солнечной радиации.
В современной концепции потепления рассматривается ряд наиболее динамичных параметров в изменении современного климата. Однако проявления этого процесса в почвах сказываются не сразу, а постепенно, причем увеличивающаяся роль антропогенного фактора лишь способствует естественной эволюции климатических условий. Мусообразование — сложный процесс, в котором участвуют все компоненты биоты: от микроорганизмов до высших растений.