Классификация почв. Закономерности распространения почв

План

1. Подходы к классификации почв.

2. Основные таксономические единицы в классификации почв России.

3. Новые классификационные идеи в отечественном почвоведении.

4. Географические закономерности распространения почв.

 

Подходы к классификации почв. Классификация почв представляет собой довольно сложную проблему. Несмотря на то, что первые классификации появились еще в XIX веке, в настоящее время нет общепринятой во всех странах системы классификации почв.

В нашей стране первые почвенные классификации строились исходя из литологических особенностей верхних горизонтов почв и получили название агрогеологических. При этом учитывались только свойства твердой фазы почв. Цветовые классификации учитывали окраску верхних горизонтов почв. По этому признаку выделяли черноземы, желтоземы, серые почвы и пр. Сейчас эти названия широко используют в других классификациях, но не как основной классификационный признак.

В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев утвердили взгляд на почву как на особое природное органоминеральное тело, развивающееся в тесном взаимодействии с окружающей средой. Они создали учение о генетических типах почв. Их классификационный подход получил название генетического в широком значении этого термина. В дальнейшем в нашей стране генетическая классификация почв развивалась и совершенствовалась многими выдающимися почвоведами. При этом в различных классификационных схемах подчеркивались то одни, то другие стороны явлений, что обусловило несколько подходов к классификации почв. Можно дать следующую группировку классификаций почв: географо-генетические, факторно-генетические, собственно генетические, эволюционно-генетические, историко-генетические [11].

Географо-генетические (эколого-генетические) классификации почв отражают реальные природные закономерности, свойства почв, режимы почвообразования и связь их с окружающей средой. В их основу положено докучаевское учение о генетических типах почв, связь между генетическими типами почв устанавливается не только по их свойствам, но и по особенности их залегания и географического распространения. Первая географо-генетическая классификация почв была предложена В. В. Докучаевым в 1879 г. В ней Докучаев разделил по способу залегания почвы на нормальные, переходные и анормальные. Эта классификация была дополнена в 1895 г. Н. М. Сибирцевым, который выделил три крупных отдела почв: почвы полные или зональные, интразональные (или полузональные) и неполные (переходные к горным породам).

Факторно-генетические классификации предусматривают доминирующее значение определенных факторов почвообразования (климат, рельеф, растительность, почвообразующие породы), влияние которых рассматривается независимо друг от друга. К этой группе относятся ранние классификации К. Д. Глинки, классификации Г. Н. Высоцкого и С. А. Захарова. Например, К. Д. Глинка разделял все почвы на: развивающиеся под влиянием внешних факторов почвообразования (экзодинамоморфные) и развивающиеся под влиянием состава почвообразующих пород (эндодинамоморфные). Далее в первом отделе различаются шесть классов по увлажнению (недостаточное, умеренное, среднее, оптимальное, временное избыточное, избыточное).

Собственно генетические классификации основывались в первую очередь на важнейших свойствах самих почв и менее учитывали условия почвообразования. П. С. Коссович дал наиболее развернутую для своего времени генетическую классификацию почв. Все почвы разделены на два класса: генетически самостоятельные и генетически подчиненные. В пределах первого класса типы почв группируются по типам почвообразования: пустынный; пустынно-степной; степной или черноземный; подзолистый; тундровый, латеритный. Во втором классе выделяются группы почв: грунтового увлажнения сухих степей; грунтового увлажнения черноземной полосы; болотных почв подзолистой зоны и болотных почв влажных тропических и субтропических областей. В основу классификации положены процессы превращения минеральной массы, разложения и накопления органического вещества.

Эволюционно-генетические классификации рассматривают развитие почвообразовательного процесса во времени от начальной стадии щелочного почвообразования к кислому почвообразованию или же от гидроморфной фазы почвообразования к автоморфной. К этой группе относят классификации почв Б. Б. Полынова, В. А. Ковды и других.

Историко-генетические классификации. Идея построения такого рода классификаций почв была высказана в работах В. Р. Вильямса. По его представлениям, типы почв связаны в одну непрерывную цепь развития и должны рассматриваться как стадии единого исторического процесса воздействия биологических элементов природы на поверхностные минеральные горизонты суши. Эти взгляды тесно соприкасались с биогеохимическими представлениями В. И. Вернадского. Попытка проследить эволюцию почвообразования на земле по геологическим периодам от возникновения жизни позднее была сделана И. П. Герасимовым.

В развитии классификационной проблемы в зарубежном почвоведении можно выделить два главных направления: западноевропейское и американское.

Западноевропейские классификации своими истоками имеют додокучаевские агрогеологические классификации, которые разрабатывались исходя из свойств почвообразующих пород и разделялись на геолого-петрографические, в основу которых положен минералогический состав почвообразующих пород; химические, построенные на делении почв по химическому составу; физические – по механическому составу и смешанные. Научные идеи Докучаева оказали влияние на более поздние работы по классификации почв западноевропейских ученых. В современных классификациях наблюдается стремление синтезировать почвенно-минералогический подход к систематике и классификации почв с принципами докучаевского генетического почвоведения.

В американском почвоведении преобладал эмпирический подход к классификации почв, основанный на опыте местного населения и учете урожайности культур. В систему почв было введено понятие «почвенные серии», устанавливаемые главным образом на основании механического состава и некоторых других свойств почв. Наряду с этим, независимо от системы почвенных серий, разрабатывались общие генетические классификации почв. Важная роль в развитии американского почвоведения принадлежит К. Марбуту, который воспринял идеи русского генетического почвоведения и применил их при изучении почв США. Установленная им таксономическая категория «большие почвенные группы» близка к понятию докучаевского типа. В американской системе почвенной классификации исторически сложился двойственный подход к определению сущности высших и низших таксономических единиц. Для высших (большие почвенные группы) характерен генетический принцип выделения, для низших (почвенные серии) – агроэмпирический. Поэтому в американской классификации трудно сопоставить почвенные серии между собой и соединить их в более высокие категории (почвенные семейства, большие группы).

В конце 90-х гг. XX века в основном была завершена работа над новейшим вариантом международной классификации почв, получившим название Международная справочная база для почвенных ресурсов (The World Reference Base for Soil Resource – WRB). Эта система готовилась при поддержке Продовольственной организации ООН (ФАО), Международного союза почвоведов, Международного института почвенных ресурсов. Система WRB – двухуровневая морфогенетическая классификация, в которой в качестве критериев разделения почв на таксономические группы используются строго установленные диагностические горизонты и свойства. На высшем уровне выделяются 30 почвенных групп, для наименования которых применялись термины из разных языков. Так, засоленные почвы были названы солончаки, вулканические – андосоли, почвы с мощным гумусовым горизонтом – черноземы, почвы с горизонтом вечной мерзлоты – криосоли и пр. [5, 6].

Основной отечественной классификацией являлась классификация 1977 г., разработанная в Почвенном институте им. В. В. Докучаева под руководством профессора В. М. Фридланда [9]. Она предполагала выделение 79 типов почв, классифицированных и диагностированных на определенном таксономическом уровне. При разработке этой классификации основывались на том, что классификация почв должна опираться на основные свойства почв и обязательно учитывать процессы, их создающие, и условия почвообразования, то есть должна быть генетической. Классификация должна строиться исходя из строго научной системы таксономических единиц. В классификации необходимо учитывать признаки и свойства, приобретенные почвами в результате хозяйственной деятельности человека. Классификация должна раскрывать производственные особенности почв и способствовать их рациональному использованию в сельском и лесном хозяйстве. Данная классификация почв, а также предложенные в ней таксономические единицы (тип, подтип, род, вид) широко используются в отечественном почвоведении и в настоящее время.

Основные таксономические единицы в классификации почв России. Классификация почв включает систематику, номенклатуру, таксономию и диагностику.Систематика почв – система таксономических единиц различного ранга, созданная в целях классификации почв.Таксономия – систематизация объектов с установлением их иерархии.Систематика является теоретической основой, служащей для проведения группировки объектов, а классификация подразумевает непосредственно группировку объектов. Результатом классификации является таксономия, в которой установлено соподчинение таксонов. В почвоведении подавляющее число классификаций представляет собой иерархические таксономии. Под диагностикой почв понимается определение и описание почв на основе становления ее систематического положения.На основе изучения морфологии дается название почвы, которое складывается из последовательного указания таксономических (последовательных) единиц [11].

Основной таксономической единицей классификации почв, используемой в России, является генетический почвенный тип. К одному генетическому типу относятся почвы с единым строением профиля, с качественно однотипным процессом почвообразования, который развивается в однообразных гидротермических условиях на материнских породах сходного состава и под однотипной растительностью. На практике диагностируют типы почв по сочетанию горизонтов. Так, наличие в почвенном профиле горизонтов А₀-А₂-В-С позволяет диагностировать подзолистый тип почвы.

Ниже почвенного типа предусматриваются следующие таксономические единицы: подтипы, роды, виды, разновидности и разряд.

Подтипы почв выделяются в пределах типа по степени выраженности процесса почвообразования. В каждом генетическом типе выделяются «центральный» («типичный») подтип и подтипы «переходные», в которых можно отметить те или иные признаки связывающие данный почвенный тип с соседними типами. Для обозначения подтипов пользуются терминами характеризующими дополнительные процессы (глеево-подзолистая почва, чернозем оподзоленный и т. д.); указывающими на изменение окраски по сравнению с «центральным» подтипом (светло-серые, темно-серые; темно-каштановые, светло-каштановые); указывающими на положение подтипа внутри почвенной зоны (черноземы южные, сероземы северные и т. д.).

Роды почв выделяются в пределах подтипа на основе качественных генетических особенностей, обусловленных влиянием комплекса местных условий: составом почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод и т. д. Для номенклатуры родов почв используются термины: определяющие характерные свойства почв (солонцеватые, осолоделые, солончаковатые, контактно-глеевые и т. п.); указывающие на реликтовые признаки, оставшиеся от предшествующей фазы почвообразования (остаточно-луговые, остаточно-подзолистые и т. д.).

Виды почв выделяются в пределах рода и отличаются по степени развития почвообразовательных процессов (степени подзолистости, глубине и степени гумусированности, степени засоленности и т. д.) и их взаимной сопряженности. Разновидности почв определяются по механическому составу верхних почвенных горизонтов. Разряд почв определяется генетическими свойствами почвообразующих пород (моренные, аллювиальные и т.д.).

Полное название почвы начинается с названия типа, далее идут подтип, род, вид, разновидность, разряд. Например: чернозем (тип), обыкновенный (подтип), солонцеватый (род), среднегумусный среднемощный (видовые термины), тяжелосуглинистый (разновидность) на лёссовидном тяжелом суглинке (разряд).

На практике часто учитывают не все таксономические единицы. Нет единства в определении соответствия таксономических единиц и признаков, по которым они выделяются. Так, по мощности горизонтов могут выделять подтипы почв, а не виды. Видовые названия почв могут быть заменены названиями разновидностей, названия разрядов использовать как родовые названия. Для территории Вологодской области в учебных целях В. В. Комиссаровым разработана упрощенная система таксономических единиц, включающая тип, подтип, вид и род почвы [10, 19, 23].

Новые классификационные идеи в отечественном почвоведении. Существенным недостатком традиционной отечественной эколого-генетической классификации является ее закрытость для почв, не отвечающих сложившимся представлениям о зонально-подзонально-фациальных образах типов и подтипов. В результате в ней не нашлось места многим почвам Сибири и севера европейской России, почти не учитывались антропогенно преобразованные почвы. В последней четверти ХХ века в отечественном почвоведении была осознана необходимость составления новой классификации. Новая классификация почв России была названа субстантивно-генетической [25]. Ее теоретической основой являются учение о генезисе почв и классическая докучаевская триада «факторы–процессы–свойства». Среди принципов, положенных в основу создания новой классификации почв России и определяющих ее теоретическую сущность, основными являются принципы генетичности, историчности, воспроизводимости, открытости, изменчивости и стабильности, сочетания объективности и субъективности, и наконец, принцип иерархичности.

В структуре классификации почв центральной таксономической единицей традиционно остается тип почв и сохраняется таксономический ряд выделов ниже типа. Однако среди всего многообразия почвенных типов в структуру классификации введены две надтиповые категории – стволы и отделы.

Ствол – высшая таксономическая единица, отражающая разделение почв по соотношению процессов почвообразования и накопления осадков. К стволу постлитогенных почв относятся почвы, в которых почвообразование осуществляется на сформировавшейся почвообразующей породе и существенно не нарушается отложением свежего материала. В почвах синлитогенного ствола почвообразование протекает одновременно с осадконакоплением, что находит отражение в профиле почв (аллювиальные и вулканические почвы). Ствол органогенных почв объединяет почвы, профиль которых (весь или его большая часть) состоит из торфа различной степени разложения и ботанического состава.

Отдел – группа почв, характеризующаяся единством основных процессов почвообразования, формирующих главные черты почвенного профиля. В большинстве случаев сходство почв отдела проявляется в специфике средней части профиля (срединные горизонты). Например, все типы отдела альфегумусовых почв характеризуются наличием иллювиального альфегумусового горизонта как следствия хемогенной дифференциации профиля; типы отдела глеевых почв объединяются глеевым горизонтом и т. д.

Остальные шесть таксономических единиц (тип, подтип, род, вид, разновидность, разряд) в целом схожи с таксонами в классификации 1977 года. Принципиальным отличием новой классификации, кроме выделения надтиповых категорий, является выделение наряду с типами естественных почв типов антропогенно-преобразованных почв. Всего в варианте классификации 2004 года для территории России выделяется 200 типов почв [24].

Географические закономерности распространения почв. Закономерности географического распространения почв определяются природными условиями на земной поверхности, взятыми в их взаимной связи и взаимной обусловленности. Основные закономерности – широтная и вертикальная зональность, провинциальность почв. Впервые изучил широтно-зональное распределение почв на Русской равнине В. В. Докучаев, он установил, что при движении с севера на юг последовательно сменяют друг друга почвы тундр, подзолистые почвы, серые лесные почвы, черноземы, каштановые почвы и бурые полупустынные почвы.

По современным представлениям, в почвенном покрове суши могут быть выделены широтные почвенно-климатические пояса, обусловленные главным образом термическими особенностями климата (полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический). Для каждого пояса характерен свой ряд типов почв, которые не встречаются в других поясах.

Почвенно-климатические пояса разделяются на почвенно-биоклиматические области, характеризующиеся определенными гидротермическими особенностями и определенными типами растительного покрова. Различают области: влажные (экстрагумидные и гумидные) с лесным, таежным или тундровым растительным покровом; переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофито-лесным и саванным растительным покровом и сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом. Почвенный покров почвенно-биоклиматических областей более однороден, чем почвенно-климатических поясов, но все же он состоит из нескольких зональных и сопутствующих им интразональных почвенных типов. Поэтому в каждой почвенно-биоклиматической области выделяются две или три почвенные зоны (например, зона черноземов, зона подзолистых почв и пр.).

Почвенная зона может быть определена как ареал зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв. Почвенные зоны двух или нескольких соседних областей, имеющие одинаковое простирание, образуют в совокупности зональные системы, или «зональные спектры». В центрах крупнейших континентов земли (Евразии, Африки) наблюдаются «широтные зональные спектры», связанные с широтным распределением температурных условий и осадков. На континентальных массивах меньших размеров зоны увлажнения распределяются параллельно очертаниям берегов, и мы видим в распределении почвенных зон приближение к меридиональному простиранию – меридиональные спектры» (Северная Америка).

Биоклиматические условия в пределах почвенных зон не вполне однородны и изменяются в довольно широком диапазоне. В связи с этим очень часто в зонах выделяются почвенные подзоны (например, подзона оподзоленных черноземов). Подзона – часть почвенной зоны, которая характеризуется преобладанием определенного типа или подтипа зональных почв.

По простиранию почвенных зон четко обособляются почвенные провинции. Провинци я – часть зоны или подзоны, которая характеризуется местными особенностями почвообразования, в результате чего один и тот же тип почвы имеет неодинаковое морфологическое строение. Провинциальные различия внутри генетических типов почв связаны с неодинаковой континентальностью климата, с резкими различиями в суровости зимы и с неодинаковым распределением осадков по сезонам года. В субтропическом поясе провинциальность связана с преобладающей меридиональной вытянутостью почвенных зон и с существенными различиями в температурных условиях их северных и южных частей. В тропиках провинциальность выражена очень слабо и определяется влиянием гор и холодных морских течений.

Низшие ступени почвенного районирования – почвенные округа и районы выделяются по почвенно-геоморфологическим особенностям почвенного покрова. Почвенный округ – часть почвенной зоны, подзоны или провинции, которая характеризуется особенностями местного рельефа, климата, растительности, гидрологических условий. Почвенный район – часть почвенного округа с более или менее однородным почвенным покровом.

Основы учения о вертикальной зональности почв в горных условиях также были заложены В. В. Докучаевым на основании его исследований на Кавказе. Докучаев отметил известную аналогию между сменой вертикальных почвенных зон при поднятии в горы и сменой горизонтальных почвенных зон, если двигаться от подошвы гор к северу. Последующее изучение вертикальной зональности почв показало, что в горах имеется большее разнообразие биоклиматических условий и генетических типов почв, чем на равнинах. Такие ландшафты, как холодные влажные луга (с альпийскими горно-луговыми почвами), холодные степи и пустыни, широко распространены в горах, а на равнинах почти не встречаются. Но все же в целом горные типы почв могут быть отнесены к тем же эколого-генетическим группам, что и почвы равнин.

Под влиянием сочетаний факторов почвообразования или преобладающего значения какого-либо из них над климатическим фактором почвы могут находиться в несвойственных им зонах, т. е. занимать интразональное положение в виде пятен или отдельных ареалов. Примером таких почв могут служить аллювиальные, болотные и т. д.

 

Контрольные вопросы

1. Объясните, какие подходы к классификации почв существуют в России.

2. Поясните особенности подходов к классификации почв в зарубежном почвоведении.

3. Перечислите основные таксономические единицы, используемые в классификации почв России.

4. Назовите географические закономерности распространения почв.