Факторы дифференциации почвенного покрова

Биологический и климатический факторы.Биологический и климатический факторы определяют основное деление педосферы на пояса, области, зоны, подзоны и т.д. как следствие горизонтальной и вертикальной зональностей, открытых еще В. В.Докучаевым в конце XIX в. В 1899 г. ученый впервые предложил на карте-схеме разделить Северное полушарие на пять почвенных зон, выделив бореальную, или арктическую, зону, лесную зону с подзолами, зону черноземных степей, аэральную зону с подразделением на каменистые, песчаные, солончаковые и лессовые пустыни, латеритную зону. Впоследствии при накоплении новых фактических данных это гениальное открытие в целом подтвердилось как универсальная закономерность для всего почвенного покрова планеты. При этом выяснилось, что конфигурация и направление почвенных зон могут быть даже меридиональными, что связано с характером пространственных изменений гидротермических условий на разных материках.

В отличие от вышеизложенной схемы деления почв на пояса М.А. Глазовская считает, что правильнее объединять почвы не по термическим поясам, а по геохимическим ассоциациям почв, имеющим сходное атмосферное увлажнение. Эти ассоциации были названы почвенно-геохимическими полями — полями кислых, нейтрально-щелочных, щелочных и других почв. Понятие, сходное с почвенно-геохимическими полями и так же, как у М.А.Глазовской, основанное на единстве геохимического состава, ввел В.А.Ковда, предложив в качестве глобальной единицы педосферы почвенно-геохимическую формацию почв.

Горизонтальная зональностьпроявляется в виде широтного, меридионального или концентрического расположения зональных типов почв и почвенных комбинаций на крупных континентах, особенно Евроазиатском, Африканском, Североамериканском, образуя почвенно-климатические пояса, обусловленные главным образом термическими особенностями климата. Каждый пояс характеризуется набором типов почв, различающихся по условиям увлажнения, но не встречающихся в других поясах.

В пределах почвенно-климатических поясов по гидротермическим особенностям и типам растительности вьщеляются почвенно-биоклиматические области: влажные (гумидные и экстрагумидные) с лесным, таежным или тундровым растительным покровом; переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофитно-лесным и саванным растительным покровом и сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом. Почвенный покров областей более однородный, чем в поясах, но не настолько, чтобы выделить только один зональный тип почв.

Почвенно-биоклиматические области, как правило, состоят из нескольких почвенных зон, которые вьщеляются по зональному типу почвообразования — черноземному, подзолистому и т.д. Биоклиматические условия в пределах почвенных зон меняются в довольно широком диапазоне, что определяет внутритиповые различия почв. По характерным особенностям зонального типа почв выделяют почвенные подзоны, например оподзоленные, выщелоченные, типичные черноземы.

Различия в степени континентального климата, неодинаковое распределение осадков по сезонам года стали основой учения о фациях и провинциях (Л.И.Прасолов, 1916; И.П.Герасимов, 1936). Почвы разных фаций внутригенетического типа существенно отличаются по особенностям гидротермического режима. Они промерзают на разную глубину, оттаивают и прогреваются с неодинаковой скоростью, имеют различные запасы влаги в поверхностном слое к началу вегетационного периода и разные температуры в более глубоких горизонтах почв. Поэтому почвы отдельных подзон и фаций рассматривают как самостоятельные генетические подтипы.

Почвенные провинции— более мелкие подразделения и выделяются внутри фаций. От умеренного пояса к тропикам фациальность и провинциальность почвенного покрова ослабевают из-за отсутствия резких климатических внутриконтинентальных различий, контрастности гидротермических условий по сезонам года, промерзания почв и т.д. Фациальность и провинциальность почв — не зональные, а региональные закономерности — особенности почвенного покрова.

Вертикальная зональностьимеет много общего с горизонтальной по характеру смены почв и закономерностям их формирования, но в отличие от нее представлена большим набором разнообразных специфических горных почв, пестрота которых обусловлена литолого-топографическими факторами. Кроме того, отмечаются смещение почвенных зон и их выпадение или замещение другими. Биоклиматические факторы в горах дифференцируют почвенный покров на более низком уровне организации — уровне провинций, зон и подзон почв, не образуя, как при горизонтальной зональности, биоклиматических поясов и областей.

Учение о горизонтальной и вертикальной зональностях почв, о климатических фациях и геохимических формациях почв отражает глобальные закономерности географии почвенного покрова, позволяющие на высшем уровне организации почвенного покрова выявить его мегаструктуры: геохимические поля и почвенно-биоклиматические области, ареалы почвенно-геохимических формаций и почвенные зоны. Те и другие занимают обширные территории на континентах и дают максимальные различия в вещественном составе почв.

В целом посредством биоклиматических факторов почвенный покров дифференцируется на высоких уровнях организации, определяя вариабельность почв на уровне подтипов, типов и комбинаций подтипов и типов. Менее значимые различия в почвенном покрове биоклиматические факторы, как правило, не обусловливают. На более низких уровнях организации почвенного покрова доминируют топогенные и литогенные факторы дифференциации.

Топогенный фактор

Важная роль топогенного фактора в организации почвенного пространства, формировании гомогенного и/или гетерогенного (комплексного) почвенного покрова возрастала по мере развития понятийной базы структуры почвенного покрова, синтеза и анализа многочисленных данных о детальном строении почвенного покрова. Элементарная единица почвенного покрова — наименьший объект географии почв. В почвенном покрове ему соответствует минимальная площадь, определяемая самым низким таксоном классификации. Это может быть разная мощность горизонта, определяющего тот или иной классификационный уровень (например, видовой), гранулометрический состав поверхностного горизонта почв, степень засоления или солонцеватости и т.д.

Топографический фактор не единственный, но один из важнейших наряду с литогенным в формировании ЭПА, он отражает суть генетических различий между формами рельефа, с одной стороны, и адекватными им почвами, с другой. Например, западинам в черноземной зоне соответствуют лугово-черноземные почвы, в зоне южных черноземов — солоди, депрессиям в зоне дерново-подзолистых почв — оглеенные и болотные почвы.

Попытки определить элементарную исходную единицу почвенного покрова предпринимались и ранее. В качестве такой единицы в американской классификации почв был предложен полипедон, представляющий собой однородную совокупность элементарных почвенных тел — педонов. По существу полипедон аналог ЭПА, но он не привязан к наименьшему таксону классификации. (Подробнее этот фактор дифференциации почвенного покрова описан в разделе «Структура почвенного покрова».)

Литогенный фактор

Литогенный фактор в отличие от биоклиматического и топогенного — следствие пестроты почвообразующих пород педосферы. Генетическое разнообразие почвообразующих пород обусловливает пестроту почвенного покрова на разных уровнях организации, но в целом на более низких, определяя типологию комбинаций почв в пределах единых по биоклиматическим условиям территорий. Литогенез, обусловливающий генетическое разнообразие почвообразующих пород, подразделяется на две главные группы почвообразования: постлитогенное и синлитогенное.

Постлитогенное почвообразованиехарактеризуется постоянством вещественного состава. Его суть состоит в том, что почвы развиваются на уже сформированной породе в течение всего периода почвообразования от его начала до настоящего момента. Например, на морене, флювиогляциальных песчаных отложениях, покровных суглинках в условиях гляциальных и перигляциальных областей Евразии и Северной Америки, на мощных ферраллитных корах выветривания во влажно-тропических областях Африки, Индокитая, Южной Америки, Австралии. Вещественный состав материнских пород не меняется, он лишь трансформируется в процессе почвообразования. В качестве примера можно привести трансформацию первичных минералов в глинистые — процесс, наиболее интенсивно протекающий в условиях высоких температур и обильного количества осадков в течение года. Исходная литологи-ческая неоднородность почвообразующих пород в условиях пост-литогенного почвообразования определяет и характер самих почв, которые контрастны по вещественному составу. Цитологическая неоднородность почв проявляется в разнообразии гранулометрического, химического и минералогического состава почвообразующих пород.

По гранулометрическому составу наиболее контрастны глинистые и песчаные почвообразующие породы, определяющие соответственно глинистый и песчаный состав почв. От глинистого гранулометрического состава зависит ряд специфических процессов почвообразования, например, оглеение и формирование «тяжелых» почв (слитоземы, черноземы на лессовидных и дерново-подзолистые почвы на покровных суглинках, ферраллитные почвы на базальтах и т.д.). Глинистые почвы во всех зонах и почвенно-климатических поясах имеют некоторые сходные черты, обусловленные единством гранулометрического состава.

Песчаный гранулометрический состав почвообразующих пород определяет резко отличные от глинистого состава процессы почвообразования и формирования почв. Подзолы во влажно-тропических лесах, серопески в черноземной зоне, пустынные песчаные почвы в аридных условиях почвообразования имеют во всей педосфере сходные черты, связанные с единством гранулометрического состава.

Еще более пестрая картина в почвенном покрове связана с исходным разнообразием почвообразующих пород по химическому и минералогическому составу, который определяет суть ЭПП (разрушение, вынос и аккумуляцию веществ, интенсивность почвообразовательных процессов, классификационные свойства почв: карбонатные — бескарбонатные, солонцеватые, засоленные, ферраллитные и т.д.).

По химическому составу можно выделить: кремнеземистые — очень бедные основаниями почвообразующие породы; ферраллитные — бедные основаниями и обогащенные Fe и А1; сиаллитные —-бедные основаниями; сиаллитные — богатые основаниями; сиаллит-но-карбонатные — богатые основаниями и карбонатом Са; карбонатные; соленосные. Такое разнообразие обусловливает чрезвычайную пятнистость почв на всех уровнях неоднородностей педосферы.

Контрастность глинистых и песчаных почв, а также почв суглинистого состава, разнообразие их по химизму и минеральному составу создают мозаичную картину почвенного покрова в пределах разных территорий, хотя и однородных по биоклиматическим условиям. Зональный тип почвообразования служит лишь фоном, который накладывается на разнообразные по гранулометрическому, минеральному составу и химизму почвообразующие породы. И чем контрастней литологический фактор дифференциации, тем неоднороднее по составу почвенный покров.

Для постлитогенного почвообразования характерны разнообразные по уровню организации структуры почвенного покрова. На уровне микро- и мезолитогенных структур выделяются мозаики — контрастные по составу почв комбинации и ташеты — малоконтрастные комбинации почв. На более высоких уровнях организации в литогенных мезомакроструктурах и макроструктурах мозаики и ташеты входят в почвенные комбинации в качестве самостоятельных компонентов.

Синлитогенное почвообразование— периодическое поступление нового твердого материала на поверхность почвы водным или эоловым путем. Примером могут служить пойменные процессы (аллювиальные почвы), вулканизм (вулканические почвы — андосоли), склоновые делювиально-пролювиальные и солифлюкционные процессы (эродированные почвы склонов) и т. д. Все они интразональны (вне-зональны) и проявляются там, где есть соответствующие предпосылки или возможности для периодического обновления пород и возобновления почвообразования на новом исходном материале.

Для синлитогенного почвообразования в основном характерны литогенные микро- и мезоструктуры, аналогичные и для постлитогенного почвообразования.

В целом представительство литогенных структур в почвенном покрове уступает топогенным. Достаточно часто встречаются полигенетические структуры литогенно-топогенной природы, особенно на уровне мезо- и макроструктур почвенного покрова.