Существующие подходы к классификации почв
Непременным условием существования и успешного развития любой науки является наличие классификации объектов ее исследования. В почвоведении классификация почв необходима для того, чтобы можно было диагностировать и именовать отличающиеся друг от друга почвы, выделять их ареалы на картах, устанавливать сходства и различия между ними по свойствам и происхождению, производить агропроизводственную и другие типы группировок почв для практических целей.
Почвы, имеющие определенное сходство и удовлетворяющие определенным классификационным критериям, образуют таксономические группы, или таксоны. Таксоны меньшего объема объединяются в классификации почв по принципу близости определенных свойств в более широкие таксоны, те в свою очередь в еще более общие. Таким образом, возникают различные таксономические уровни и иерархичность классификации. Тип таксона, составляющего один таксономический уровень, называется таксономической единицей.
Почвы с точки зрения классификации являются очень сложными объектами. Это, во-первых, связано с тем, что различные по свойствам почвы не имеют четких естественных границ, почвенный покров — континуален, т. е. непрерывен в пространстве; в отличие, например, от растений почвы не представлены в природе дискретными индивидуальными телами. Во-вторых, многие почвенные свойства очень изменчивы во времени. Такие важные почвенные характеристики, как реакция почвенного раствора, количество и состав водорастворимых солей, температура, влажность и другие, подвержены не только многолетним, но и сезонным и даже суточным колебаниям. Эти же свойства отличаются высокой вариабельностью в пространстве. Кроме того, определенные трудности связаны с тем, что почва — это многокомпонентная биокосная система, твердая часть которой состоит из минералов, мертвых органических остатков и живых организмов; она вмещает воздух, воду и не всегда легко выделить ведущий компонент или ведущее свойство.
В настоящее время в мире существует целый ряд различных классификаций почв, разработанных в отдельных странах или международных организациях. Разнообразные отечественные классификации почв традиционно строятся на генетических принципах. Они берут свое начало от классификационных разработок В.В. Докучаева. Основой такого рода классификаций являются почвообразовательные процессы или их сочетания, которые приводят к формированию тех или иных конкретных почв и связывают между собой отдельные формы почвообразования в определенные генетические группы и ряды почв. Те или иные процессы проявляются в комплексах почвенных признаков и свойств, которые учитываются при выделении групп почв различного таксономического ранга. При этом признаки и свойства почв анализируются не сами по себе, а в совокупности с факторами почвообразования — той обстановкой, в которой находятся почвы в настоящее время и находились в прошлом, т. е. при анализе свойств почв должен применяться естественно- исторический метод исследования.
На основе этих принципов в 1886 г. В.В. Докучаевым была создана классификационная система, основной таксономической единицей которой были типы почв (подзолистые, серые лесные, черноземные, каштановые и др.).
Выделенные В.В. Докучаевым типы почв как основные таксономические единицы почвенной классификации оставались во всех последующих отечественных классификационных схемах. При этом по мере накопления нового фактического материала, исследования новых территорий и все более детального изучения почвенного покрова постоянно увеличивалось число типов почв и усложнялась сама система таксономических единиц за счет разделения типов на подтипы, роды, виды и разновидности почв.
В рамках почвенно-классификационных изыканий в нашей стране получило развитие несколько теоретических направлений: эколого-генетическое, факторно-генетическое, субстантивно-генетическое и эволюционно-генетическое.
В 70-х гг. XX в. на основе синтеза российского, американского и французского подходов была разработана Международная классификация почв под эгидой Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) и Организации ООН по образованию, науке и культуре (ЮНЕСКО). Эта классификация легла в основу составления Почвенной карты мира масштаба 1 : 5 000000.
С начала 80-х гг. XX в. начался новый этап работ по созданию Международной мировой классификации почв. В результате всестороннего обсуждения проблемы были приняты ее научные принципы в следующей форме:
1) классификация почв должна быть основана на свойствах почв, включая водный и температурный режимы и характеристики материнских пород;
2) почвы должны быть определены в терминах диагностических характеристик профилей и их горизонтов;
3) отбор диагностических характеристик должен быть основан в максимально возможной степени на взаимосвязях между свойствами почв и почвообразовательными процессами;
4) классификация почв должна быть организована из разных уровней генерализации;
5) международная классификация не должна заменять национальные классификации почв, она должна служить справочной, базовой системой, позволяющей коррелировать и сопоставлять национальные системы между собой.
Основываясь на этих положениях, был обсужден и принят предварительный перечень высших единиц Международной классификации почв из 26 групп, объединяющих почвы с определенными чертами строения профиля и совокупностью почвенных процессов, приведших к их формированию (И.П. Герасимов, В.А. Ков- да, В.М. Фридланд, 1980):
1) слаборазвитые почвы на рыхлых породах среднего механического состава;
2) слаборазвитые почвы на плотных породах;
3) слаборазвитые почвы на песках;
4) почвы с солевыми аккумуляциями в верхней части профиля;
5) почвы маршей, мангров и сульфидные почвы;
6) аллювиальные почвы;
7) криотурбированные мерзлотные почвы;
8) глеевые почвы (при близком уровне грунтовых вод);
9) тяжелые глинистые почвы со слабой водопроницаемостью;
10) аридные почвы;
11) гумусово-аккумулятивные почвы с перераспределением карбонатов кальция;
12) гумусово-аккумулятивные почвы без перераспределения карбонатов кальция;
13) дерново-аккумулятивные кислые почвы;
14) сиаллитные почвы, выветрелые на месте;
15) ферсиаллитные почвы, выветрелые на месте;
16) андосоли (вулканические почвы);
17) щелочные глинисто-дифференцированные почвы;
18) сиаллитные глинисто-дифференцированные почвы;
19) ферсиаллитные глинисто-дифференцированные почвы;
20) ферраллитные глинисто-дифференцированные почвы;
21) почвы с застоем поверхностных вод;
22) структурные ферраллитные почвы;
23) ферраллитные почвы;
24) железисто-гумусово-аккумулятивные почвы;
25) органические почвы;
26) антропогенно-аккумулятивные почвы.
Перечисленные 26 групп почв были разделены на морфогенетические типы почв, которые в свою очередь включали эколого-морфогенетические почвенные типы.
В конце 90-х гг. XX в. 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 также при поддержке ФАО и, кроме того, Международного союза почвоведов и Международного института почвенных ресурсов. Система WRB — это двухуровневая морфогенетическая классификация, в которой в качестве критериев разделения почв на таксономические группы в полной мере используются строго установленные диагностические горизонты и свойства. На высшем уровне выделяется 30 почвенных групп, для наименования которых применялись термины из различных языков. Так, например, засоленные почвы были названы солончаки, вулканические почвы — андосоли, оглиненные ненасыщенные кислые почвы — алисоли, почвы с мощным гумусовым горизонтом — черноземы, почвы с горизонтом вечной мерзлоты — криосоли и т. д.
Работа по совершенствованию национальной классификации почв велась в последнее время и в нашей стране. При этом усиливались и развивались те стороны отечественного классификационного подхода, которые сближали его с принципами международной классификации. Так, в новых вариантах классификации почв все в большей степени основой разделения почв становилась оценка генетического профиля как совокупности (системы) горизонтов, отражающих в своих свойствах почвенные процессы, а не условия и факторы почвообразования, что имело место в некоторых ранних отечественных классификационных схемах. Большое значение придавалось использованию субстантивного количественного подхода к диагностике таксонов, что обеспечивало принцип воспроизводимости классификации и однозначной идентификации почв. Все нововведения в классификацию не нарушали принцип историчности, включающий преемственность, стремление развить положительные стороны прежних классификаций, сохранить их разумные традиции и решения (В.М. Фридланд, 1982; JI.JI. Шишов, И.А. Соколов, 1989).
Основной таксономической единицей классификации остался тип почв — группа почв, характеризующаяся единой системой основных диагностических горизонтов и общностью свойств, обусловленных сходством режимов и процессов почвообразования. Типы почв традиционно делятся на подтипы, которые качественно различаются особенностями в системе генетических горизонтов, обусловленными наложением на основные дополнительных процессов почвообразования, характеризующих переход к другому типу. В пределах подтипов выделяются роды почв, которые определяются особенностями солевого состава и характером почвенного поглощающего комплекса. В пределах родов обособляются виды почв, различающиеся по степени выраженности признаков, определяющих тип, подтип и род почв (мощности горизонтов, интенсивности накопления органических и минеральных веществ и др.). Еще более низкая таксономическая единица — разновидность — выделяется по гранулометрическому составу всего почвенного профиля. И наконец, в разряды группируются почвы в связи с характером почвообразующих и подстилающих пород.
В варианте «Классификации и диагностика почв России» (составители JI.JI. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова, 2004) на территории России выделяется около 200 типов почв. Наряду с разделением типов почв в этой классификации они объединяются в более крупные надтиповые таксономические группы — отделы, которые в свою очередь на более высоком иерархическом уровне образуют стволы.
В схеме классификации почв мира М.А. Глазовской (1968, 1972) выше уровня типа выделяются семейства, генерации и геохимические ассоциации почв. Общий перечень таксономических единиц этой классификации почв и критерии их выделения приведены в табл. 14.1.
В настоящее время в составе почвенного покрова быстро увеличивается доля почв, происхождение и свойства которых определяются не только, а иногда и не столько природными факторами, сколько хозяйственной деятельностью человека. Поэтому все актуальней становится проблема отражения и размещения в классификации антропогенно-измененных почв и почв, искусственно созданных. Так, В.Д. Тонконоговым и JI.JI. Шишовым (1990) обосновывалось выделение собственно антропоземов и антропогенных поверхностных образований (почвогрунтов). В новой «Классификации и диагностике почв России» (2004) классификационное положение антропогенно-измененных почв обусловливается степенью трансформации почвенного профиля и основывается на присутствии определенных диагностических горизонтов и признаков антропогенного характера.
А.Н. Геннадиевым, Н.П. Солнцевой, М.И. Герасимовой (1992) изложены принципы группирования и номенклатуры техногенно - измененных почв, при которых учитываются в качестве основных критериев разделения почв следующие четыре характеристики:
1) тип техногенного воздействия на почву;
2) текущий техногенно-спровоцированный процесс в почве;
3) характер строения новообразованного (техногенного) почвенного профиля или устойчивые новообразованные почвенные свойства;
4) остаточные признаки исходной почвы.
Таблица 14.1
Таксономические единицы и критерии выделения почв
| Таксономический ранг | Название таксономической единицы | Критерии объединения в типологические группы |
| I | Биогеохимические ассоциации почв | Сходство кислотно-щелочных и окислительных условий как интегральных показателей результата взаимодействия органической и минеральной составляющих твердой фазы почв, почвенных растворов и почвенного воздуха |
| II | Генерации почв | Общность строения генетического профиля почв; наличие типоморфных горизонтов-индикаторов главных направлений почвообразования: накопления продуктов почвообразования на месте; перемещения подвижных продуктов по профилю почвы вниз; перемещения подвижных соединений по профилю почвы вверх |
| III | Семейства почв | Сходство вещественного, химического и минералогического состава типоморфных генетических горизонтов |
| IV | Типы почв | Сходство динамики современных процессов и состояния почв, связанных с гидротермическим режимом и фазами жизнедеятельности растений и почвенной фауны |
| V | Подтипы почв | Присутствие наряду с генетическими горизонтами, присущими данному типу почв, дополнительных, присущих другим типам. Подтипы — переходные образования между типами |
| VI | Роды почв | Особенности гранулометрического, химического и минералогического состава и свойств почв, унаследованные от почвообразующих пород или от предшествующих стадий почвообразования |
| VII | Виды почв | Степень выраженности почвообразовательных процессов; мощность горизонтов, интенсивность накопления органических и минеральных веществ |
Исходя из этого в наиболее полном виде названия техногенно - измененных почв могут выглядеть, например, следующим образом: одерновывающиеся сильносмытые подзолистые старопахотные; заболачивающиеся дерново-глеевые по серым лесным подтопляемым; уплотняющиеся глубокозасоленные на каштановых орошаемых.
Все многообразие современных почв мира должно быть распределено по четырем почвенным сообществам:
1) природные;
2) техногенно-природные;
3) природно-техногенные;
4) техноземы.
Подробное рассмотрение генезиса, географии и классификации почв, формирующихся под воздействием человека, содержится в учебном пособии М.И. Герасимовой с соавторами «Антропогенные почвы» (2003).
Картография почв
Картография почв представляет собой один из важных разделов географического почвоведения.
Основная цель почвенно-географических исследований — изучение почвенного покрова той или иной территории для установления состава почв (их систематики), закономерностей их географического распространения, роли отдельных факторов почвообразования и всей их совокупности в формировании почв и почвенного покрова. Все эти задачи наиболее полно и обоснованно решаются путем составления почвенной карты исследованной территории, сопровождаемой специальным текстом или почвенно-географическим очерком.
Составление почвенной карты с пояснительным текстом имеет важное практическое значение, так как только на основании подобных материалов представляется возможным наиболее точно и всесторонне учесть природные свойства почв данной территории и обосновать наиболее целесообразный выбор земельных площадей для различного хозяйственного использования (пашни, сенокосы, пастбища, лесные угодья, рекреация, строительство и др.), а также разработать экологические и мелиоративные программы, направленные на повышение плодородия почв, их охрану и защиту от эрозии, засоления, заболачивания и химического загрязнения.
Почвенные карты являются также необходимой основой для качественного и количественного учета земельных фондов.
В настоящее время большое значение в почвенно-картографической работе приобретает использование (дополнительное к топографической основе) аэрофотоматериалов, а также (при составлении мелкомасштабных карт) — космических снимков, умелое дешифрирование которых позволяет весьма точно определить границы многих контуров почв благодаря соответствующему изменению рельефа, состава растительности или других природных условий.
В зависимости от практических задач почвенно-картографических исследований. По масштабу карты делятся на следующие группы:
Детальные ……………………………………………….. от 1:500 и крупнее
Крупномасштабные……………………………………..1:10000 – 1:50000
Среднемасштабные ………………………………………1:100000 – 1:300000
Мелкомасштабные ………………………………………….. мельче 1:300000
Детальные почвенные карты составляются на небольшие площади различного рода экспериментальных, сортоиспытательных, опытных мелиоративных участков. Детальные почвенные съемки используются для изучения типичных участков — ключей — в качестве иллюстрации характерных для данного района комплексов, сочетаний и мозаик почв.
На картах крупных масштабов (1: 10 000—1 : 50 000), составляемых обычно для отдельных хозяйств, показывается гранулометрический состав почв и почвообразующих пород, на некоторых картах дается характеристика углов наклона поверхности, степень эродированное™ почв, сохраняются контуры земельных угодий и другие показатели, облегчающие практическое использование карт и составление на их основе ряда карт специального назначения — землеустроительных, оценочных и др.
Среднемасштабные почвенные карты весьма часто составляются в административных границах района или области. Они используются для планирования сельскохозяйственных мероприятий и мелиоративных работ: осушения, орошения, обводнения пастбищ, программ по борьбе с эрозией, дефляцией, засолением почв, осуществляемыми в границах данного административного или экономического района.
Мелкомасштабные почвенные карты (1 : 500 000—1 : 1 000 000) составляются путем обобщения (генерализации) более крупномасштабных почвенных карт или путем специальных полевых маршрутных почвенно-географических исследований в целях установления состава наиболее широко распространенных почв и корреляции их с основными факторами дифференциации почвенного покрова в малоизученных районах. Разработаны эффективные методики автоматической генерализации почвенных карт с помощью компьютерных технологий.
В нашей стране проводится систематическая работа по составлению государственной почвенной карты масштаба 1:1 000 000.
Наряду с обобщением всех имеющихся картографических и литературных материалов, в связи с составлением карты возникала необходимость проведения дополнительных почвенно-географических исследований, охвативших большие пространства Сибири, Дальнего Востока и др. Составление государственной почвенной карты потребовало разработки и унификации систематического списка почв всей страны. Государственная почвенная карта является единым общегосударственным картографическим документом. В этом ее ценность и возможность широкого использования как в научных, так и в практических целях, в частности, для почвенно -экологического районирования.
Почвенная карта масштаба 1 : 1 000 000 послужила картографической основой для составления еще более мелкомасштабных карт (1:1 500 000—1 : 2 500 000) в рамках крупных регионов страны.
Обзорные почвенные карты еще более мелкого масштаба (1:4 000 000 и мельче — до 1:60 000000) охватывают целые страны и континенты.
Первая обзорная схема почвенных зон Северного полушария была составлена В.В. Докучаевым в 1899 г. и демонстрировалась в 1900 г. вместе с коллекцией русских почв на Всемирной выставке в Париже. На этой схеме В.В. Докучаев выделил пять мировых зон:
1) бореальную, или арктическую;
2) лесную с подзолами;
3) черноземных степей;
4) аэральную с подразделением на каменистые, песчаные, солончаковые и лёссовые пустыни;
5) латеритную.
В дальнейшем на почвенных картах Большого советского атласа мира, составленных под редакцией Л.И. Прасолова (1937), и на Почвенной карте мира, составленной под редакцией И.П. Герасимова (1956), на основании обобщения большого фактического материала была показана сложная и многообразная структура горизонтальной и горной зональности почв.
В 1964 г. все новые материалы о почвах различных стран и континентов, полученные с момента выхода в свет почвенной карты мира в Большом советском атласе мира (1937), нашли свое отражение и обобщение в новой серии почвенных карт Физико-географического атласа мира (1964) под общей редакцией И.П. Герасимова и Н.Н. Розова.
Существенным этапом в картографии почв мира была Почвенная карта мира масштаба 1 : 10 000 000 (1976), составленная коллективом авторов под редакцией В.А. Ковды и Е.В. Лобовой. Она имеет развернутую легенду: выделено около 300 подразделений почв, объединенных в географо-генетические группы.
В период 1968—1978 гг. была составлена Почвенная карта мира ФАО—ЮНЕСКО масштаба 1 : 5 000 000, которая явилась результатом международного сотрудничества почвоведов многих стран.
В 1982 г. в серии учебных карт для высшей школы была опубликована Почвенная карта мира масштаба 1:15000 000, составленная М.А. Глазовской и В.М. Фридландом. Эта карта является основным картографическим пособием по данному курсу. Основная часть легенды карты имеет форму матрицы. В вертикальных рядах матрицы почвы разделяются по принадлежности к регионам с различным увлажнением: очень влажным, влажным, умеренно влажным и умеренно сухим, сухим и очень сухим. В пределах регионов с одинаковым увлажнением почвы группируются по типам водного режима. Выделяются почвы со следующим водным режимом:
1) промывным;
2) промывным с периодическим поверхностным или грунтовым переувлажнением;
3) водозастойным;
4) периодически непромывным;
5) пульсационным (со сменой непромывного, водозастойного и слабовыпотного);
6) непромывным;
7) выпотным;
8) резко непромывным (поверхностно-эксудативным).
Кроме того, выделяются почвы, распространенные в различных по увлажнению регионах, но испытывающие периодические затопления. Это аллювиальные почвы и почвы литоралей.
В горизонтальных рядах матрицы почвы группируются в соответствии с распространением в регионах с различной теплообеспеченностью и различным температурным режимом. Выделяются почвы:
1) очень холодных и холодных регионов с постоянно мерзлым горизонтом;
2) умеренно холодных и умеренно теплых регионов, сезонно промерзающие;
3) теплых и жарких регионов, непромерзающие, с сезонным охлаждением и постоянно теплые.
Пересечение названных координат очерчивает ассоциации почв с определенными типами гидротермического режима и окислительно-восстановительными и кислотно-щелочными условиями почв.
Наряду с группировкой по гидротермическим условиям показанные на карте 104 типа и подтипа почв объединены в 24 генетические группы в соответствии с общим направлением почвообразования и некоторыми общими свойствами почв.
Объединенные в легенде генетические группы почв представляют в большинстве случаев таксономический уровень семейств почв, по классификации М. А. Глазовской (1966, 1972).
В самые последние годы появились и другие крупные комплексные картографические произведения, включающие почвенно-картографический материал. Среди них можно выделить мировой атлас «Природная среда и естественные ресурсы мира» и «Национальный атлас России», которые включают серию почвенных карт.
Почвенно-географическое районирование
Наряду с задачей выделения классификационных общностей почв в почвоведении существует задача выделения почвенно-географических общностей, т. е. территорий с более или менее однотипным почвенным покровом. При этом если в классификационные группы могут входить почвы, пространственно весьма отдаленные друг от друга, но отличающиеся сходством своих свойств, то в почвенно- географические выделы могут попадать почвы, весьма разные по свойствам, но объединенные общностью территории и определенным характером пространственного сочетания друг с другом, типичным только для данного района.
Разделение территорий на регионы, сходные по составу и структуре почвенного покрова, называется почвенно-географическим районированием. Оно необходимо как для познания фундаментальных закономерностей и особенностей географии почв, так и для практических целей — выявления территорий, однородных по возможностям сельскохозяйственного, рекреационного или инженерно-строительного использования, а также по требуемым мелиоративным и природоохранным мероприятиям.
Почвенно-географическое районирование нашей страны постоянно совершенствовалось, и в этом принимали участие ведущие отечественные специалисты: Г.В. Добровольский, Е.Н. Иванова, Н.Н. Розов, В.М. Фридланд и др.
Почвенно-географическое районирование основывается на анализе почвенных и других специальных карт: геологических, геоморфологических, четвертичных отложений, геоботанических, климатических. При почвенно-географическом районировании выделяется ряд соподчиненных таксономических территориальных единиц, крупные регионы разделяются последовательно на более мелкие, как, например, иерархический ряд — почвенно-биоклиматический пояс, почвенно-биоклиматическая область, почвенная зона или подзона, почвенная провинция, почвенный округ, почвенный район.
В последующих главах основные типы почв мира, их генезис, свойства и география будут рассмотрены в рамках самых крупных почвенно-территориальных единиц — почвенно-биоклиматических поясов и почвенно-биоклиматических областей.
Почвенно-биоклиматический пояс — это совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур (горных почвенных провинций), объединенных сходством радиационных и термических условий. Выделяются полярные, субполярные, бореальные, суббореальные, субтропические, тропические и экваториальный почвенно-биоклиматические пояса.
Почвенно-биоклиматическая область — это совокупность почвенных зон и горных почвенных провинций, имеющих не только сходные радиационные и термические условия, но сходные условия увлажнения и континентальное™. В число почвенно-биоклиматических областей входят, например, бореальные и суббореальные лесные области, суббореальные степные области, суббореальные, субтропические и тропические области полупустынь и пустынь и др.
Таким образом, излагаемый далее материал группируется следующим образом.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 2033;