Чтение онлайн

Есть еще два «агента», которые сильно влияют на целостность почв, а следовательно, затрудняют и оценку ее возраста. Это животные и растения. Черви, личинки жуков, мух и мушек, обитая в почве, перемешивают ее. За ними идут их враги: кроты, землеройки, усиливающие перемешивание почвы. Поэтому в перерытых почвах отсчет возраста уже иной, чем в ненарушенных. Взрослые деревья, достигая своего предельного возраста, если их не срубят, падают на землю. Очень часто при этом они выворачивают с корнем почву, перемешивая объемы до пяти кубических метров. Образуется вывал, который постепенно снова превращается в почву. Он зарастает мхами, травой, деревьями. В нем образуется сначала гумусовый, а затем и другие почвенные горизонты, хотя очень часто сохраняются следы перемешивания. Для формирования почв в этом случае иногда требуется двести — пятьсот лет. Но как считать возраст этих почв? Если в лесу отдельное дерево живет не более двухсот лет (а иногда до четырехсот — пятисот), то раз в двести лет в лесу происходит смена поколений деревьев с нарушением почвенного покрова. Верхние горизонты перемешиваются, а нижние сохраняются. Следовательно, и в этом случае почвенные горизонты разновозрастны (как горизонты они формируются в разное время). Если к тому же учесть, что в каждом лесу имеется набор профилей — профили, вполне сформировавшиеся, с ясно выраженными горизонтами, и «молодые», то следует предположить, что за какое-то время перемешанные почвы снова превращаются в обычные.

Существуют опыты по установлению скорости почвообразования, скопилось много наблюдений за восстановлением нарушенных почв. Но и здесь факты разноречивы. Особенности первичного формирования почв заставляют строго отнестись к разного рода наблюдениям о скорости почвообразования и возможном возрасте вновь образующихся почв.

В. В. Докучаев в 1870 году обследовал стены Староладожской крепости, сложенные из известняков в 1116 году. На этих стенах под дерном толщиной два с половиной сантиметра залегал буровато-серый слой почвы мощностью десять — пятнадцать сантиметров. Почва залегала на тонких известковых плитках, переходящих в более грубые плиты. Среди известковых плит встречались гранитные. Таким образом, можно было бы считать, что почва на плитах сформировалась несколько более чем за восемьсот лет. Однако уверенности в этом выводе нет. Во-первых, в образовании почвы могла участвовать пыль. Во-вторых, условия для поселения растений на этих стенах были неблагоприятными, поэтому образование дерна могло длиться очень долгое время. В-третьих, в первые сто — триста лет крепость поддерживалась в хорошем состоянии. Так что считать, что пятнадцатисантиметровый слой почвы сформировался за восемьсот лет, — не очень строгий вывод. Почвенный слой начал образовываться далеко не сразу после постройки стен, и, может быть, для включения механизма почвообразования потребовалось двести — триста лет, а для самого почвообразования тоже двести — триста лет.

Такая неясность со скоростью почвообразования, следовательно, с возрастом как всего почвенного профиля так и отдельных его горизонтов потребовала изучения строго датированных участков с «нулевой точкой почвообразования». К таким участкам относятся выемки и насыпи у железных дорог, каналов, старые курганы, отвалы рудников и шахт.

О скорости почвообразования мы судим по изменению определенных свойств исходной породы, в частности по накоплению гумуса и формированию гумусового горизонта. В начале своего развития какое-то свойство нарастает очень незаметно. Почва как бы сопротивляется появлению этого свойства. Затем в определенный момент сопротивление материала сломлено: скорость развития свойства становится очень большой. А потом, достигнув какого-то уровня развития, обычно восьмидесяти — девяностопроцентного от предельного (характерного для сформированных почв), скорость изменения свойства снова резко замедляется.

Например, старая залежь на ферраллитных почвах была оставлена для облесения. Исходное после прекращения пахоты содержание гумуса составляло около двух процентов от веса почвы. Через пять лет содержание гумуса возросло до трех процентов, через семь лет — до пяти, через тринадцать — до пяти с половиной процентов. Ясно, что, если мы будем измерять скорость изменения свойства в разные периоды, мы получим разные ее величины. Ошибочная оценка скорости приведет к ошибке в оценке возраста почвы.

Сложности ожидают исследователя и при оценке скорости изменения свойства почвы, уже сформировавшейся полностью, но условия существования которой вдруг резко изменились. Например, вырубили лес. Остались лесная подстилка, листья, сучья. На следующий год после вырубки вся оставшаяся органическая масса начинает бурно разлагаться. В почве возрастает содержание гумуса. Но вот избыток органических остатков разложился, на вырубке поселяются травы, запас гумуса начинает немного снижаться, затем он снова поднимается, когда в почву начинает поступать заметное количество корней трав. Однако постепенно избыток гумуса исчезает, и содержание его в слое до двадцати сантиметров может стать даже меньше, чем оно было в «исходном» лесу. Если начертить кривую содержания гумуса в почве в течение всех этих изменений, то она будет напоминать известную кривую Селье (канадского врача), характеризующую нашу реакцию на всякие стрессы. Конечно, кривая — это только схема, и при этом грубая. Но она заставляет нас оценивать, в какой период мы ведем наблюдение за изменением свойства. Если в этом не сориентироваться, то можно сделать прямо противоположный вывод даже о направлении почвообразования.

Следует отметить, что одинаковые свойства почвы могут иметь разное происхождение. Они могут наследоваться от материнской породы, могут возникать под действием современного биогеоценоза, могут быть унаследованы от прошлого биогеоценоза. Расшифровка всех этих связей часто бывает трудной, поскольку ряд свойств может одновременно отражать действие всех трех факторов.

Например, часть гумуса почвы может унаследоваться от почвообразующих пород. Такими породами могут быть глинистые угольные сланцы, шунгиты, озерные отложения. Часть гумуса — «реликт» прошлых циклов почвообразования, когда данная почва входила в состав другого, теперь исчезнувшего биогеоценоза. Часть гумуса образуется в результате воздействия современного биогеоценоза. Очевидно, именно поэтому разные фракции гумуса имеют разный возраст.

Существуют фактические данные по скорости изменения свойств почв. Так, через тридцать лет после отложения пепла в результате извержения вулкана в Индонезии накопилось два процента гумуса в слое до пятнадцати сантиметров. На Аляске за тысячу лет на морене сформировался настоящий подзол с подзолистым горизонтом мощностью пять — десять сантиметров. Иногда для формирования гумусового горизонта достаточно пятьсот и даже двадцать лет. Так, на курганах вятичей в Московской области образовался гумусовый горизонт мощностью семь — двенадцать сантиметров и с содержанием гумуса пять — семь процентов за пятьсот — шестьсот лет. Одновременно обозначился подзолистый горизонт мощностью до двадцати сантиметров. Выбросы крота на поверхность почвы уже через двадцать лет невозможно отличить от окружающей почвы. На ветровалах, в западинах и на буграх формируются почвы, неотличимые от окружающих за двести лет. Таких примеров можно привести много. Болотные почвы образуются значительно быстрее. В выемках около железных дорог в лесной зоне образуются болотные почвы за какие-то двадцать — тридцать лет.

Все приведенные рассуждения наводят на мысль, что следует различать скорость почвообразования, скорость образования отдельных свойств почв и их горизонтов, профиля в целом, почвенного покрова определенной территории.

Таким образом, выясняется одна важная черта почв, заставляющая смотреть на всю проблему почвообразования и определения возраста почв более строго, чем это было до недавнего времени, еще каких-то двадцать — тридцать лет назад. Очевидно, нельзя говорить о возрасте почвы вообще. Следует четко различать понятия: возраст почвенного покрова данной территории, возраст данного почвенного профиля, возраст отдельных горизонтов и возраст разных свойств и составных частей данной почвы.

Если снова вернуться к началу отступления ледника на территории Московской области, то можно наметить следующую схему: двенадцать — десять тысяч лет назад на наносах ледника стал формироваться почвенный покров.

Вначале он состоял из первичных почв, болотных, дерновых, возможно, тундровых. Затем на этих почвах поселились деревья и стали формироваться подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Потом на части территории появились серые лесные почвы. Таким образом, почвенный покров Московской области имеет возраст двенадцать — десять тысяч лет. Современный почвенный покров, представленный современным набором почв, насчитывает всего четыре тысячи лет. Современные почвенные профили имеют возраст всего тысячу лет, и даже меньше. Есть совсем молодые почвенные профили, насчитывающие всего сто лет и менее.

Если посмотреть на почвенный покров нашей планеты с точки зрения его возраста, то современный покров очень разновозрастен. Есть участки почвенного покрова, насчитывающие миллионы лет (ферраллитные тропические почвы), но есть участки, насчитывающие всего несколько лет (пойменные почвы). Возраст отдельных почвенных горизонтов современного почвенного покрова может быть равен его возрасту, быть старше или моложе. Но возраст почвенного профиля в целом всегда моложе почвенного покрова, так как верхние горизонты почвы непрерывно изменяются в естественных условиях.

Пока не удалось в гумусовых горизонтах найти гумус старше двенадцати тысяч лет, что свидетельствует как о скорости круговорота углерода в почве, так и о скорости формирования гумусового горизонта почвенного покрова.

Решение вопросов скорости почвообразования очень актуально, особенно в связи с необходимостью восстанавливать почвы на территориях, нарушенных техногенной деятельностью.

Не менее важно знать характер изменения свойств почв и скорость этих изменений при интенсификации сельского хозяйства.