КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР

НОМЕНКЛАТУРА И ДИАГНОСТИКА ПОЧВ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ

Лекция 4 (19)

Почвоведение

ГЕНЕЗИС, КЛАССИФИКАЦИЯ И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

Генезис почвы (происхождение и развитие) как самостоя­тельный раздел почвоведения включает изучение факторов почвообразования; сущности и механизмов почвообразова­тельных процессов, определяющих энерго- и массообмен и формирование профиля почв, их свойства и плодородие; изучение генетических свойств почв.

Будут рассмотрены общая схема почвообразования, харак­теристика факторов почвообразования и их роль в генези­се почв.

При описании почвенного покро­ва отдельных зон дана конкретная характеристика факто­ров почвообразования, механизмов почвообразовательных процессов, рассмотрены классификация, состав и свойства основных типов почв.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ

Классификацией почв называется объединение почв в группы по их важнейшим свойствам, происхождению и особеннос­тям плодородия.

Работа по составлению классификации почв включает:

- установление и точную формулировку принципов класси­фикации;

- разработку системы соподчиненных таксономи­ческих единиц (тип, подтип и т. д.); - составление классифи­кационной схемы или систематического списка почв;

- разработку системы названий или номенклатуры почв, а также установление признаков, по которым почвы каж­дого классификационного подразделения могут быть най­дены в природе (диагностика почв) и выделены на поч­венных картах.

Как само содержание понятия «почва», так и принципы и методы классификации почв эволюционировали и расширя­лись в соответствии с развитием почвоведения. Первые почвенные классификации строили, исходя из литологических особенностей верхних горизонтов почв, они получили название агрогеологических. Учитывали только свойства твердой фазы почв.

В.В.Докучаев и Н.М.Сибирцев утвердили взгляд на почву как на особое природное органо-минеральное тело, развивающееся в тесном взаимодействии с окружающей средой. Они создали учение о генетических типах почв. Их классификационный подход получил название генети­ческого.

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. В связи с этим можно дать следующую группировку классификаций почв:

эколого- (или географо-) генетические, факторно-генетические, морфогенетичес-кие, эволюционно-генетические и историко-генетические поч­венные классификации.

Эколого-генетические классификации почв, в основу которых положено докучаевское учение о генетических типах почв, разрабатывались В.В.Докучаевым (1879, 1886, 1896, 1900), Н. М. Сибирцевым (1895, 1900), Я. Н. Афа­насьевым (1922, 1927, 1931). В этих классификационных схемах связь между генетическими типами почв устанавли­валась не только по их свойствам, но и по особенности зале­гания и географического распространения.

Первая эколого-генетическая классификация почв была предложена В.В.Докучаевым в 1879 г. В 1886 г. она была дополнена и опубликована с расширенными обоснования­ми. В ней, как говорит В. В. Докучаев, «по способу зале­гания» почвы делятся на нормальные, переходные и анор­мальные. Нормальные почвы «по способу происхождения» подразделяются на классы: сухопутно-растительные, сухо­путно-болотные и болотные типичные. Сухопутно-расти­тельные почвы по взаимодействию почвообразователей да­ют основной зональный ряд почв. В пределах классов впер­вые выделены генетические типы почв.

Эта классификация была дополнена в 1895 г, Н.М.Сибирцевым. В его классификации выделено 3 крупных отдела почв: А - почвы полные (или зональные), В - интразональные (или полузональные) и С - неполные (переходные к горным породам).

Эколого-генетические классификации отражают реаль­ные природные закономерности: свойства почв, режимы почвообразования и связь их с окружающей природной средой. Поэтому они дают ответы на многие вопросы сель­скохозяйственной практики и их широко используют при качественном учете земельных ресурсов. К этой группе относятся ранние классификации К.Д.Глинки, Г.Н. Высоцкого и С.А.Захарова.

К.Д.Глинка разделял все почвы на развивающиеся под влиянием внешних факторов почвообразования (экзодинамоморфные), с 6 классами по увлажнению; и развивающиеся под действием состава почвообразующих пород (эндодинамоморфные).

Г. Н. Высоцкий (1906) делил почвы на классы зональ­ных, интразональных и неразвитых почв с дальнейшим под­разделением по климатическим условиям, рельефу и почвообразующим породам.

Морфогенетические классификации основаны на важней­ших свойствах почв, но включают также анализ условий почвообразования.

П.С. Коссович (1903, 1910) дал наиболее развернутую для своего времени генетическую классификацию почв. Все почвы он разделял на 2 класса:

· генетически самостоя­тельные (элювиальные), в котором типы почв груп­пируют по типам почвообразования: пустынный; пустынно-степной; степной, или черноземный; подзолистый; тун­дровый; латеритный.

· генетически подчиненные (ил­лювиальные), где выделяют группы почв: грунтового увлажнения сухих степей; грунтового увлажнения черноземной зоны; болотных почв подзолис­той зоны; болотных почв влажных тропических и субтропи­ческих областей.

В основу классификации положены процессы превращения минеральной массы, разложенияинакопления органического вещества.

К.Д.Глинка (1924) в основу классификации также по­ложил главные типы почвообразования. Он выделяет 5 типов почвообразования (латеритный, подзолистый, степ­ной, солонцовый, болотный), близких к типам Коссовича.

Классификации К.К.Гедройца (1927) базируются на характере физико-химических явлений, обусловленных сос­тавом поглощенных катионов. Выделено 4 процесса почво­образования: черноземный (поглощающий комплекс насы­щен Са²⁺ и Mg²⁺), солонцовый (в поглощающий комплекс, кроме Са²⁺ и Mg²⁺, входит Na⁺), подзолистый и латерит­ный (содержат в поглощающем комплексе, помимо Са²⁺ и Mg²⁺, водородный ион Н⁺). Латеритный соответствует фер- раллитному процессу в современном понимании.

Эволюционно-генетические классификации рассматрива­ют развитие почвообразовательного процесса во времени от начальной стадии щелочного почвообразования к кислому почвообразованию (Коссович, 1903, 1906; Полынов, 1933) или от гидроморфной фазы почвообразования к автоморфной (Полынов, 1933; Ковда, 1933).

Историко-генетические классификации. Идея построения такого рода классификаций почв была высказана в работах В. Р. Вильямса (1914, 1936). Он считал, что 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 сопри­касались с биогеохимическими представлениями В. И. Вер­надского. Попытка проследить эволюцию зонального поч­вообразования на земле по геологическим периодам от возникновения жизни позднее была сделана И.П. Гераси­мовым (1949).

В развитии классификационной проблемы в зарубежном почвоведении можно выделить 2 главных направления: западноевропейское и американское.

Западноевропейские классификации своими истоками имеют ранние агрогеологические классификации, которые разрабатывали, исходя из свойств почвообразующих по­род, и разделяли на геолого-петрографические, в основу которых положен минералогический состав иочвообразующих пород (Фаллу, 1857; Мейер, 1857; Беннингсон-Фордер, 1863), химические, построенные на делении по хими­ческому составу почв (Кноп, 1871), физические - по механическому составу (Тэер и Шюблер, 1876) и смешанные (Зенфт, 1877).

Научные идеи В.В.Докучаева оказали влияние на более поздние работы по классификации почв ученых За­падной Европы. В современных классификациях наблю­дается стремление творчески синтезировать почвенно-минералогический подход к систематике и классификации почв с принципами докучаевского генетического почвове­дения (Раманн, 1918; Зигмонд, 1933; 1938; Штремме, 1950; Кубиена, 1953; Обер, 1956; Дюшафур, 1962).

Вамериканском почвоведении в начале нашего столетия 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 по ме­ханическому составу и некоторым другим точно не опре­деленным свойствам почв. Наряду с этим независимо от системы почвенных серий разрабатывали общие генети­ческие классификации почв (Гильгард, 1893; Уитней, 1895; Коффей, 1912). Важная роль в развитии американского почвоведения принадлежит Марбуту (1935), который вос­принял идеи русского генетического почвоведения и при­менил их при изучении почв США. Установленная им так­сономическая категория «большие почвенные группы» близ­ка к понятию докучаевского почвенного типа.

Последующие классификации (Келлог, 1936, 1939; Балдуин, Келлог, Торп, 1938; Торп и Смит, 1949) исходили из схемы Марбута, но еще больше подчеркнули географо- генетические принципы. В американской системе почвенной классифика-ции 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).

Новую американскую классификацию разрабатывали в Государственной почвенной службе США (Келлог, Смит). Основные принципы ее построения декларируются как генетические, но практически она в пределах первых двух высших уровней (почвенные порядки и подпорядки) про­водится по морфологическим признакам, исходя из принципа характерного «диагностического горизонта». Лишь в двух следующих таксономических единицах - в почвен­ных группах и подгруппах - более широко используются генетические принципы.

В последние годы международными организациями ФАО и ЮНЕСКО разработана для мировой почвенной карты новая общая классификация почв, которая является бо­лее генетической.

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ

Новые классификационные построения разрабатываются советскими учеными как индивидуально, так и коллектив­но. В одних на первый план выдвигаются современные процессы и режимы почвообразования, связанные с осо­бенностями внешней среды и в значительной степени оп­ределяющие плодородие почв; на их общем фоне изучаются почвенный профиль и его реликтовые признаки (И. П. Ге­расимов, В. Р. Волобуев, Е. Н. Иванова, Н. Н. Розов). Другие построения исходят из анализа почвенного про­филя, его геохимических и исторических особенностей, и на их фоне рассматривают современные процессы и режимы почвообразования, очень различные в пределах выделен­ных геохимических и исторических групп (М. А. Глазов- ская, В. А. Ковда, С. В. Зонн). Эти различия касаются высших классификационных подразделений.

При разработке современной классификации почв ис­ходят из следующих основных принципов.

1. Классификация почв должна опираться на основные свойства и режимы почв и обязательно учитывать процес­сы, их создающие, и условия почвообразования, т. е. долж­на быть генетической в широком смысле слова, объеди­няя экологический, морфологический и эволюционный подходы.

2. Классификация должна строиться исходя из строго научной системы таксономических единиц.

3. В классификации необходимо учитывать признаки и свойства, приобретенные почвами в результате хозяйст­венной деятельности.

4. Классификация должна раскрывать производствен­ные особенности почв и способствовать их рациональному использованию в сельском и лесном хозяйстве.

Современные классификации почв по сравнению с преж­ними более полно учитывают морфологическое и микромор­фологическое строение почвенного профиля, состав и свойства почв, главные процессы и режимы почвообразова­ния, а также экологические условия.

Принимаются во внимание также качественный состав органического вещества, особенности биологического кру­говорота веществ, внутрипочвенного выветривания и во­просы энергетики почвообразования.

Все это позволяет глубже понять основные генети­ческие особенности почв, дать их агрономическую характе­ристику и провести сравнительную оценку их плодородия (бонитировку).

На этих принципах Почвенным институтом имени В.В.Докучаева был разработан ряд схем классификации почв СССР (1977). В нем даны детальная классификация и диагностика около 80 типов почв страны, исключая почвы Крайнего Севера и мерзлотных областей Сибири. Основные типы почв (кроме арктических, тундровых и аллювиаль­ных), сгруппированы по зонально-экологическим груп­пам и рядам увлажнения.

Каждая зонально-экологическая группа характери­зуется типом растительности (таежно-лесные, лесостеп­ные, степные и т. д.), суммой температур почвы на глубине 20 см от поверхности, длительностью замерзания почвы на той же глубине в месяцах и коэффициентом увлажне­ния.

Внутри зонально-экологических групп почвы разделя­ются по био-физико-химическим свойствам (состав гумуса, реакция почв, карбонатность, солонцеватость, засоле­ние, осолодение и т. д.), а также по условиям увлажнения (автоморфные, полугидроморфные, гидроморфные).

Современная система таксономических единиц была установлена Междуведомственной комис­сией по номенклатуре, систематике и классификации почв при Академии наук СССР в 1958 г. на основании обобще­ния материалов, накопленных научными и производствен­ными учреждениями в области классификации почв.

Основной таксономической единицей современной клас­сификации почв является генетический почвен­ный тип, установленный еще В. В. Докучаевым.

В основу определения генетического типа почв были положены взгляды Л. И. Прасолова, который считал, что для почвенных типов характерно «... единство происхожде­ния, миграции и аккумуляции веществ».

В соответствии с этим к одному генетическому типу относятся почвы, развивающиеся в однотипно-сопряжен­ных биологических, климатических и гидрологических ус­ловиях на определенной группе почвообразующих по­род.

Каждый почвенный тип развивается «в однотипно-сопряженных биологических, климатических и гидроло­гических условиях и характеризуется ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном со­четании с другими процессами».

«Характерные черты почвенного типа определяются:

1) однотипностью поступления органических веществ и процессов их превращения и разложения;

2) однотипным комплексом процессов разложения минеральной массы и синтеза минеральных и органо-минеральных новообразо­ваний;

3) однотипным характером миграции и аккумуля­ции веществ;

4) однотипным строением почвенного профи­ля;

5) однотипной направленностью мероприятий по повы­шению и поддержанию плодородия почв».

В настоящее время к этому необходимо еще добавить однотипность поч­венных режимов.

Это определение почвенного типа предполагает, что одновременно с разработкой классификации почв на гене­тической основе должна проводиться типизация и группи­ровка главных почвенных свойств и процессов, перечис­ленных в тексте определения.

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

Эту нисходящую ветвь почвенной классификации (ниже почвенного типа) часто называют систематикой почв.

Подтипы почв выделяют в пределах типа. Это груп­пы почв, качественно отличающиеся по проявлению ос­новного и налагающегося процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. При выделении подтипов учитывают процессы, связанные как с подзональной, так и с фациальной сменой природных условий.

Деление на фациальные подтипы проводят с учетом сум­мы активных температур почвы на глубине 20 см и продол­жительности периода отрицательных температур почвы на той же глубине (в месяцах). Для номенклатурного обоз­начения фациальных подтипов используют термины, свя­занные с их температурным режимом: теплые, умеренные, холодные, глубокопромерзающие и т. д.

Мероприятия по повышению и поддержанию плодоро­дия почв для каждого подтипа более однородны по срав­нению с типом.

Роды почв выделяют в пределах подтипа, качествен­ные генетические особенности их определяются влиянием комплекса местных условий: составом почвообразующих пород, химизмом грунтовых вод и т. д., включая и свойства почвообразующего субстрата, приобретенные в процессе предшествующих фаз выветривания и почвообразования (реликтовые горизонты и признаки древних почвообразо­ваний).

Виды почв выделяют в пределах рода, и отличаются они 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 и почво­образующих пород.

Разряды почв обусловливаются генетическими свойствами почвообразующих пород (плотные породы, моренные, аллювиальные, покровные и т. д.).

Рассмотренная система таксономических единиц уста­новилась не сразу. Высшие единицы ее (выше почвенного типа) окончательно не установлены и зависят от указан­ных ранее подходов к классификации. Предлагаются почвенно-биоклиматические классы и подклассы (Е.Н.Ива­нова и Н.Н.Розов), почвенно-геохимические ассоциации и семейства (М. А. Глазовская), стадии развития почв от автоморфных к гидроморфным (В. А. Ковда), типы почво­образования и др.

Важным разделом классификационной проблемы в поч­воведении является систематика и классификация почв, находящихся в культурном использовании. В нашей стра­не таких почв более 600 млн га, из них около 230 млн га в земледельческом использовании. Как отмечалось выше, классификационные построения учитывают изменения в свойствах почв, обусловленные приемами их сельскохозяй­ственного использования. На разных этапах развития классификации почв было много частных предложений по систематическому разделению таких почв (Н. М. Сибир­цев, С. П. Кравков, Н. П. Карпинский, С.А. Захаров, Е. Н. Иванова, Г. И. Григорьев и др.). В большинстве раз­работок пахотные почвы подразделялись по степени их изменения (окультуривания) на слабо-, средне- и сильно- окультуренные. Учитывались также и изменения, обус­ловленные мелиоративным воздействием, - выделялись поч­вы осушенные, орошаемые, плантажированные и т. п. В «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) для ряда почв дано разделение по степени окультуренности на уровне подтипа и даже типа; в самостоятельные типы вы­делены осушенные почвы, орошаемые почвы. Подробнее эти вопросы разбираются ниже при описании конкретных почв.