 |
Методология системного подхода к изучению почв
|
|
|
|
ОБРАЗОВАНИЕ ПОЧВ
ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Методология системного подхода к изучению почв
Величайшие достижения естествознания – разработка учения о системном подходе к познанию явлений природы. В полной мере эта концепция была представлена на рубеже XIX и XX вв. Основа системного подхода в естествознании вообще и к географическим объектам в частности впервые была разработана В.В. Докучаевым. Главная сущность этого подхода заключается в следующем: любой объект или явление природы рассматривается не изолированно, а во взаимосвязи и взаимообусловленности с окружающими его системами и явлениями.
Современная природа поверхности Земли представляет собой сложную материальную систему, в которой все её части взаимодействуют друг с другом, взаимообусловлены и существовать отдельно друг от друга не могут.
В первую очередь именно В.В. Докучаев, основоположник генетического почвоведения, доказал эту взаимообусловленность. Для В.В. Докучаева было характерно понимание материального единства природы (целостности) и взаимосвязи её тел и сил. В связи с этим он писал, что важнейшей задачей должно быть познание тех соотношений и взаимодействий, той закономерной связи, которые, несомненно, существуют между всеми силами, явлениями и телами природы.
Представления В.В. Докучаева о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений и природных тел сейчас воспринимаются как обычные, само собой разумеющиеся. Но для современников ученого его открытие явилось необычайным откровением, было встречено восторженно, сравнивалось с открытием Дарвина в биологии и Лайеля в геологии.
Воззрения В.В. Докучаева нашли последователей во многих отраслях естествознания. Достаточно назвать А.И. Воейкова в климатологии, А.Е. Ферсмана в минералогии, В.Н. Сукачёва в биоценологии, и, наконец, венцом системного подхода становится учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере.
|
|
|
Воззрения о системном подходе позволили В.В. Докучаеву разработать основной метод исследования в почвоведении, который получил название «сравнительно-географического». Этот метод со времён В.В. Докучаева до настоящего времени является главным инструментом познания почв, их природы, генезиса. Главная сущность метода заключается в том, что почва изучается не изолированно, а во взаимосвязи с окружающими её условиями и факторами почвообразования, что вытекает из методологии системного подхода к познанию объектов естествознания. Метод применяется не только при изучении почв в полевых условиях, но и при интерпретации экспериментальных данных, полученными любыми способами. Величайшая прелесть метода: зная один какой-нибудь компонент окружающей среды, естествоиспытатель может воссоздать всю природную обстановку той или иной территории. Например, зная климатические условия, можно воссоздать облик растительности, животного мира, коры выветривания, почв, грунтовых вод и т.д.
Для почв характерен обмен материей и энергией как внутри компонентов почвы, самостоятельного природного образования, так и между почвой и внешней средой. Внешней средой для почвы становятся: атмосфера, материнские породы, гидросфера, живые организмы, рельеф и др.
Обмен веществ и энергии происходит между почвой и растительными организмами. Растительные остатки с массой разнообразных органических веществ, образованных в процессе фотосинтеза, вместе с накопленной в них солнечной энергией, поступают в процесс почвообразования. При этом в почве формируется её самостоятельная органическая система, – гумусовые вещества почвы. Значительная часть энергии солнечных лучей из растительных остатков переходит и закрепляется в почвенном гумусе. В то же время почвенная масса возвращает в окружающую среду, в том числе и для жизнедеятельности фитоценозов, различные минеральные вещества, образующиеся при минерализации растительных остатков и гумуса почвы, а также углекислый газ, столь необходимый для процессов фотосинтеза. Эти явления, безусловно, не могут протекать без непосредственного участия животных как наземных, так и почвенных, бактерий, грибов и других живых существ.
|
|
|
Энергетический вещественный обмен происходит между почвой и материнской породой. Первичная минеральная часть почвы достаётся ей в наследство от материнской породы. В процессах почвообразования образуются новые минеральные соединения, которых не было в первичной литосфере. Это вторичные глинистые минералы, типа каолинита, монтмориллонита, гидрослюд и др. Материнская порода и вся кора выветривания испытывают на себе влияние почвенного покрова: фильтрация почвенной влаги с растворёнными в ней минеральными и органическими веществами, проникновения газов, тепловой энергии, перемещения почвенной массы животными и многое другое.
Интенсивен обмен между почвенным и атмосферным воздухом. Животные и микроорганизмы почвы выделяют в атмосферу громадное количество углекислого газа, поддерживая стабильный состав земной атмосферы вот уже многие миллионы лет. Нагревание почвы, её охлаждение, увлажнение, высыхание постоянно способствуют обмену газами между земной и почвенной атмосферами.
Впечатляет также влагообмен между почвенной влагой и гидросферой в целом. Вода атмосферных осадков преобразует свой химический состав в соответствии с зональными особенностями почвенного покрова и биосферы в целом. Грунтовые воды, формируясь в почвенных горизонтах, имеют свои зональные особенности, которые передаются рекам, озёрам и другим водоёмам. Грунтовые воды, родники, озёра таёжной зоны с кислыми подзолистыми почвами мало минерализованные, большей частью содержат закисные формы двухвалентные растворимые соединения железа. Это характерно для курорта Марциальные Воды в Карелии, Ладожского и Онежского озёр, озера Байкал. Родники, питаемые этими водами, благодаря окислению соединений железа, становятся бурыми от окисного железа, а на дне озёр отлагается бобовая рода, конкреции, из которых когда-то Пётр Первый выплавлял чугун для пушек. Водопроводная вода в этих местах мягкая, мыло долго не смывается с рук. Часто вода рек в зонах кислых почв окрашена в желтоватые тона за счёт фульвокислот, вымываемых из почвы. Это можно наблюдать на обширных просторах нашей тайги и во влажных тропиках Амазонской низменности.
|
|
|
В нейтральных и слабощелочных черноземных почвах степей почвенные воды насыщаются соединениями кальция, становятся жёсткими, подвижные соединения железа в них отсутствуют, а гумусовые вещества не растворимы в воде. В сухих и полупустынных степях с каштановыми и бурыми почвами количество солей в воде ещё более увеличивается. Эти же свойства передаются грунтовым и речным водам, в которых возрастает количество солей, в результате фильтрации через карбонатные и часто засоленные материнские породы и коры выветривания.
Таким образом, внутренние и внешние компоненты природных систем находятся в постоянном обмене веществами и энергией. Это в конечном итоге определяет развитие и стабильность или нестабильность географической зоны, ландшафта, биогеоценоза.
Эволюция природной среды на Земле – это развитие географических систем в связи с количественно-качественным изменением обмена веществ и энергии, что обусловлено временным непостоянством отдельных компонентов системы. В природе постоянно противоборствуют два противоположно направленных комплекса явлений. Это интеграционные процессы при интеграции системы. В развитии географической зоны взаимоотношения между почвой и окружающей средой находятся в постоянном стремлении к однородности, к одному конечному результату, к равновесию между всеми компонентами почвенно-географической системы. На обширных территориях при однородном рельефе наблюдается однотипность почв, растительности, коры выветривания, гидрогеологических свойств и т. д. Такие условия можно наблюдать на равнинах Азово-Кубанской низменности, Аргентинской пампы, низменности Амазонии и т. д. Равновесное стабильное состояние существует в природе, пока не произойдет изменение какого-либо объекта природной среды, и это изменение вызовет нарушение равновесия системы, количественно-качественную перестройку всех компонентов, составляющих единство системы. Такие явления приводят к дифференциации природной обстановки, к её усложнению и разнообразию окружающей среды. При не изменяющихся климатических условиях главная роль в развитии дифференциации принадлежит рельефу и геологической неоднородности поверхностных слоёв литосферы.
|
|
|
Современные природные зоны и ландшафты возникли вместе с развитием живой природы в разные геологические эпохи. Они появлялись и исчезали на Земле, суша занималась морем, море становилось сушей, пустыни заменялись лесами, ледники выпахивали громадные площади. Процессы интеграции и дифференциации географической среды постоянно взаимодействовали, следуя за изменением климата, растительности и других компонентов природной среды.
|
|
|
