Естественное и антропогенное почвообразование

Педогенетические концепции

Природное почвообразование. В течение длительного времени почвоведами изучались только природные почвы, и их особенности послужили основой представлений о почвообразовательных процессах. Сильно измененные Человеком почвы чаще всего выводились из круга объектов почвенно-генетических исследований как «нетипичные», «нарушающие правила», с перемешанными горизонтами, не заслуживающими внимания. К исключениям из этого правила можно отнести лишь окультуренный пахотный горизонт, который признавался как самостоятельный, а также проявления химического, в основном микроэлементного, загрязнения почв.

При рассмотрении почвенных процессов в пахотных горизонтах исследователи сначала искали аналогии с природными явлениями: так, считалось, что в дерново-подзолистых почвах Европейской России антропогенное влияние на почвы выражается в развитии повышающего плодородие «дернового процесса», а протекающие одновременно с ним и «противостоящие» ему естественные процессы подзолообразования оценивались как «агрессивные», почворазрушающие. При объяснении механизмов подзолообразования большинство исследователей (А.А. Завалишин, Б. В. Надеждин, В. К. Пестряков и другие) считало его неизбежным следствием зональных климатических условий. На отношении к балансу процессов «подзолоообразование — дерновый процесс» сказывались господствовавшие в обществе и в научных кругах того времени лозунги «коренной переделки, преобразования природы человеком», или «исправления ошибок природы».

Прикладные вопросы почвенной науки, такие как модели плодородия, эрозия почв, обоснование гидротехнических мелиораций и оценка их последствий, изучались независимо от почвенно-генетических проблем. Влияние антропогенно-обусловленных процессов на формирование профилей почв и их эволюцию почти не обсуждалось.

Первый шаг в отношении признания вклада деятельности человека в формирование почв заключался в выделении «антропогенной составляющей» природного почвообразования, в известной мере независимой от природных факторов. Необходимость ее изучения в 50−60-е годы определялась прикладными задачами, главным образом в отношении пахотных почв. Природная почва рассматривалась как субъект, принимающий удобрения, ядохимикаты, или, напротив, теряющий гумус, подвергающийся эрозии «при неправильном использовании». Основным направлением воздействия на почву считалось ее «окультуривание», включавшее в себя ряд мер, направленных на развитие (или поддержание) гумусово-аккумулятивного процесса.

В большей степени взаимосвязи природных и антропогенных явлений изучались в орошаемых почвах аридных территорий, поскольку в ирригационно-модифицированных почвах многие свойства не отличались от природных. Например, вторичные солончаки — аналоги естественных солончаков; аккумулятивные древнеорошаемые почвы имеют ряд общих черт с аллювиальными (тугайными) почвами.

Вклад антропогенного фактора в почвообразование. Существующие подходы к оценке вклада человека в почвообразование широко обсуждались в 60−80-с годы. Так, Д. Яаалон и Б. Ярон в 1966 г. обозначили антропогенно-спровоцированные процессы в почвах термином «метапедогенез», в отличие от комплекса естественных почвенных процессов «педогенеза».

Метапедогенез характеризуется малыми масштабами времени. В соответствии с известной формулой почвообразования Г. Пенни, Д. Яаалон и Б. Ярон предложили использовать новую точку отсчета для оценок действия измененного человеком комплекса факторов (переменных в классической формуле почвообразования). Очевидно, что хозяйствснная деятельность человека началась совсем недавно по сравнению с жизнью почвенного покрова и протекает на уже сформировавшихся природных почвах. Поэтому природная почва признается «ноль-моментом» для дальнейших процессов, т. е. материнской породой антропогенно-измененной почвы. Другими «новыми» факторами почвообразования являются: топографический, гидрологический, химический, сельскохозяйственный (Yaalon, Yaron, 1966), приводящие к развитию новых почв, называемых по аналогии с естественными почвами. Приведем в качестве примера часть таблицы из работы Д. Яаалона и Б. Ярона, иллюстрирующей эти идеи (табл. 1.5).

Таблица 1.5.

Почвообразование в категориях процессов метапедогенеза (по Yaalon, Yaron, 1966; с сокращениями)*.

* Названия почв по «7-му Приближению» даны авторами статьи в квадратных скобках.

Концепция «метапедогенеза», мало известная в России, прсдставляется сильно опередившей свое время, она дала импульс к новым Jlj поискам методологических подходов. По мнению ее создателей, кон- III цепция позволяет количественно оценить весь процесс (как в лабо- {IjP раторных моделях, так и в поле), причем не по одному пахотному горизонту и не по одному признаку, а по комплексу изменений свойств профиля.

Рассматривая «метапедогенез» с современных позиций, можно сказать, что, с одной стороны, ему придается эффект очень резкого сдвига почвообразования — перехода в другую почву, с другой стороны, предполагается переход именно в природную почву, поскольку, в соответствии с педогенегическими представлениями того времени, неприродных почв не существовало.

В приведенных примерах, по мнению авторов теории метапедогенеза, происходят следующие превращения. При террасировании бурая рендзина образуется из природной рендзины, при орошении содовыми водами появляется солонец из каштановой почвы или брунизема, а при сведении леса, распашке и перемешивании верхних горизонтов из подзола формируется кислая бурая лесная почва.

В дальнейших разработках теории метапедогенеза подчеркивалась жесткая зависимость процессов от деятельности человека. Например, педотурбации могут быть включены в концепцию метапедогенеза только в том случае, если в них отчетлива «рука человека», а если они возникли в результате деятельности фауны или криогенного перемешивания, то должны быть отнесены к природным почвенным образованиям.

Естественно-антропогенное почвообразование. С течением времени вкладу антропогенного фактора в почвообразование придается все большее значение. В 80-х годах украинским почвоведом В. Д. Мухой было введено понятие единого естественно-антропогенного (культурного) почвообразовательного процесса, имеющего различные зональные проявления (Муха, 1988). Процесс протекает в пахотных почвах и характеризуется общими для всех почв чертами, обусловленными собственно распашкой и влиянием выращивания сельскохозяйственных культур. В качестве обоснования этого процесса автором сравнивались три варианта почв в разных природных зонах — от южной тайги до влажных тропиков; вариантами почв были две пахотные почвы разного уровня окультуривания и зональные природные почвы. Было установлено, что всем пахотным почвам, по сравнению с их природными аналогами, свойственны общие черты.

В.Д. Муха ясно сформулировал три общих положения, важных с эволюционно-генетических позиций.

Во-первых, в пахотных почвах увеличивается темп почвообразования в результате интенсификации многих частных почвенных процессов;

во-вторых, культурная эволюция способствует конвергенции почвенных типов;

в-третьих, каждой природной зоне свойственны «агроэкологические типы естественно-антропогенного почвообразования». В качестве примера этого базового (в излагаемых построениях) положения приведем одно название такого типа: «суббореальный южнотаежный естественно-антропогенный дерново-подзолисто-культурный».

Более осторожный подход к почвообразованию в пахотных почвах с позиций элементарных почвообразовательных процессов — ЭПП был сформулирован И. П. Герасимовым в его последней работе «Учение В. В. Докучаева и современность» 1986 г., в которой обозначен широкий круг проблем антропогенного почвообразования, завоевавшего в те годы свои права в генетических концепциях.

Недостаточность «экспериментально-информационного материала» ограничивала в то время определение антропогенных ЭПП, и И. П. Герасимовым были рассмотрены отдельные аспекты этой проблемы для почв, используемых в земледелии. С одной стороны, он признавал, что умеренные агрогенные воздействия, например, использование западноевропейских буроземов в земледелии (окультуривание), трансформируют природные ЭПП, а более глубокая мелиорация вызывает усиленное развитие и осложнение ЭПП. Антропогенные воздействия — распашка и внесение удобрений, в целом считаются подобными природным механическим нарушениям (ветровалам, перемешиванию фауной) и поступлению органических остатков. С другой стороны, И. П. Герасимов считал, что эти воздействия «приобретают совершенно особую, антропогенную специфическую модификацию», которая заключается в уплотнении сельскохозяйственной техникой, частом перемешивании, внесении ядохимикатов, изменяющих состав и численность почвенной биоты.

Специфичность агрогенных воздействий послужила основанием ввести в набор ЭПП самостоятельный процесс плаггенизации формирующий пахотные горизонты любых почв. Его пусковыми механизмами служат: механическое перемешивание почвенной массы сельскохозяйственными машинами, уплотнение ими с последующим неоднократным^[1]

рыхлением, внесение удобрений и другие агротехнические и мелиоративные мероприятия.

Дополнительным фактором конвергенции свойств пахотных почв является «заглавное», по И. П. Герасимову, положение пахотного горизонта в профиле, которое определяет сходство и повышенную скорость многих частных процессов (микропроцессов). Вместе с тем, пахотный горизонт оказывается более подверженным климатическим и погодным явлениям, эрозии, поступлению химических соединений, по сравнению с верхними горизонтами естественных почв с их «буферным эффектом» фитоценоза, сложной организацией твердой фазы и высоким биоразнообразием.

Существование пахотного горизонта обеспечивается комплексом агротехнических и мелиоративных мероприятий, обязательных при земледельческом использовании почв. Если меняется вид использования, пахотный горизонт оказывается под воздействием естественных факторов почвообразования, постепенно возвращающих верхнюю часть почвенного профиля в квази-естественное состояние. С другой стороны, «можно констатировать, что при относительно интенсивном, даже вековом земледельческом использовании природных почв они очень устойчиво сохраняют свои естественные свойства» (там же, с. 93).

Обсуждая общие проблемы антропогенного почвообразования, И. П. Герасимов сравнивал скорость почвообразовательных процессов в природных и антропогенно-измененных почвах, считая, что в последних она выше.

Наряду с рассмотрением почвообразовательных процессов, в эти же годы Н. А. Караваевой с соавторами (1985) разрабатывались представления об агрогенной эволюции почв, специфике пахотных горизонтов; В. Д. Тонконоговым (1987) были даны почвенно-генетические оценки агрогенным воздействиям, многими исследователями обсуждались факторы устойчивости почв, были предложены элементы субстантивного подхода к классификации пахотных почв. Несмотря на то, что объектами изучения были дерново-подзолистые и подзолистые почвы, предложенные методологические подходы имели общее теоретическое значение и были во многом использованы при разработке новой «Классификации почв России» (1997).

В результате, в 80-х годах сложилось представление о тесных взаимосвязях и даже единстве процессов естественного и антропогенного почвообразования, что проявилось во «встраивании» агрогенных почв в общий эволюционный ряд с естественными.

Технопедогенез. Признание единства природных и более широкого круга антропогенных процессов отражается в концепции технопедогенеза (Глазовская, Солнцева, Геннадиев, 1986). Она основывается на представлении о том, что любое действие человека, даже доисторического, является активным вмешательством в природу, а любое воздействие на почву предполагает участие техники, даже если таковой служит примитивная палка-копалка. Кроме того, нахождение почвы в ноосфере, созданной и проникнутой техногенезом^[2] не может не оказывать на нее влияния. Следовательно, технопедогенез определяется как «почвообразовательный процесс, испытывающий в какой бы то ни было форме влияние деятельности человека» (с. 108). Степень, цели и характер антропогенного воздействия на почвы варьируют в очень широких пределах.

Преимуществом концепции технопедогенеза перед рассмотренными ранее подходами нам кажется ее более универсальный харакгер, т. е. приложение к разнообразным почвенным объектам. В качестве примера результатов технопедогенеза авторы концепции приводят достаточно контрастные случаи:

• • почвы разновозрастных курганов в Прикаспийской полупустыне,
• • горные каштановые карбонатные почвы, трансформированные в буроземы под орошаемыми яблоневыми садами на северном склоне Заилийского Алатау,
• • солончаковатыс дерново-подзолистые почвы Пермского Прикамья, засоленные высокоминерализованными пластовыми водами и буровыми растворами при добыче нефти.

Формы проявления технопедогенеза были определены для приведенных примеров следующим образом. В случае курганных почв имеет место быстрое (однокрагное) разрушение почв при строительстве курена и медленная (4000 лет) эволюция. Образуются природные почвы без остаточных признаков; тип технопедогенеза определяется как «разрушение — воссоздание».

Пример яблоневых садов иллюстрирует постоянство техногенных нагрузок при их высокой интенсивности и небольшой продолжительности: 50−100 лет орошения. Тип технопедогенеза — «стирание — замещение»; после снятия нагрузки почва либо полностью восстанавливается, либо в ней сохраняются реликты технопедогенеза.

Техногенные воздействия при добыче нефти отличаются высокой интенсивностью, эпизодическим характером, устойчивой перестройкой исходных свойств почвы, исключающей возврат к исходному состоянию. Производными этого варианта технопедогенеза являются почвы, вообще не имеющие природных аналогов, либо почвы, аналоги которых встречаются в иных природных комбинациях факторов почвообразования (зонах, подзонах, катенах).

?? ?

Таким образом, во второй половине XX в. сложилось несколько концепций естественного и антропогенного почвообразования, соотношения природных и антропогенных факторов. В соответствии с принятой концепцией почвоведы изучали свойства и динамику почв, находящихся и/или находившихся под влиянием деятельности человека, классифицировали их и предлагали на этом основании разные способы землепользования и мелиорации.

Наряду с процессом антропогенной трансформации почв, более или менее интенсивным, большинство исследователей единодушно выделяет целенаправленное создание искусственных почв в особую категорию явлений, хотя и под разными названиями. Не самым удачным с лингвистической точки зрения, хотя и широко распространенным, является термин антропопедогенез, или, что еще хуже — антропогенез^[3].

В качестве итога систематизации представлений о почвообразовании с участием человека приводим следующую схему.

• [1] Термин был предложен по аналогии с почвами «плагген», представляющими собой, как мыувидим далее, яркий пример агрогенных почв.
• [2] Термин «техногенез» был предложен А. Е. Ферсманом.
• [3] Строго говоря, термин означает «происхождение человека».