Плодородие почв и продуктивность биогеоценозов

Свойства почвы, её богатство в утилитарно-агрономическом смысле не всегда совпадают с продуктивностью природных растительных сообществ. Часто наблюдаются явные противоречия: крайне бедные, промытые, выщелоченные почвы служат субстратом для экстрапродуктивных биогеоценозов. Разительным примером этого служат постоянно влажные дождевые тропические леса на красных и жёлтых аллитных (ферраллитных) почвах. Гилеи по обилию биомассы и количеству растительного опада намного превосходят все природные растительные сообщества. Почвы же, на которых развиваются гилеи, настолько бедны элементами питания, что при вовлечении их в сельскохозяйственное производство едва могут обеспечить получение трёх-четырёх удовлетворительных урожаев.

В естественных условиях плодородие почв неразрывно связано с соответствующим этим почвам биоценозом и является результатом развития природного почвообразовательного процесса. Единство компонентов биоценоза неминуемо ставит нас перед необходимостью оценить продуктивность биогеоценозов не только как результат почвенных условий, но и как экологические особенности самих растительных сообществ. В данном случае не почва и её свойства определяют объём биомассы сообщества («урожай»), а само природное сообщество регулирует этот объём и поддерживает его на уровне эволюционно сложившегося равновесия составных частей биогеоценоза. Естественные биоценозы сами обеспечивают свойственную им биологическую продуктивность.

Лесные биоценозы хорошо переносят обильное увлажнение и выщелачивание веществ атмосферными водами. Сущность приспособления состоит в накоплении и удержании лесом необходимых ему запасов элементов-органогенов не в почве, из которой легко идёт вымывание, а в более надёжном хранилище – в биомассе. Биологический круговорот элементов в лесах приближается к непосредственному обмену между организмами и их отмирающими остатками. Поэтому настоящие леса – таёжные и тропические – не образуют высокоплодородных в сельскохозяйственном смысле почв. Более того, лес способен максимально использовать самые бедные местообитания (пески и др.), проявляя высокую продуктивность. В лесах продуктивность биоценозов не совпадает с плодородием почвы в форме её богатства элементами питания и органическим веществом.

В экологическом отношении степные растительные сообщества резко отличаются от лесных. Степная растительность живёт на собственном почвенно-водно-минеральном питании, вследствие чего она развивает мощную, глубоко проникающую в почву корневую систему и формирует в зоне распределения своих корней богатейшую природную кладовую питательных элементов – почвы с доминированием дернового процесса. В этом случае продуктивность биоценоза зависит от свойств самой почвы. Между типично лесными (тайга, гилея) и типично степными (луговая степь, высокотравная саванна) биогеоценозами существуют весьма разнообразные формы природных сообществ, в которых в разной степени участвуют в создании биомассы как сама растительность, так и свойства и богатство почвы. К таким биогеоценозам со сложным биологическим круговоротом относятся широколиственные леса с серыми и коричневыми лесными почвами, листопадные сезонно-влажные тропические леса и пр.

Понятие плодородия в применении к естественным условиям теряет агрономическое содержание, так как способность удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде присуща не только почве, но самому биологическому сообществу. В ряде случаев эта функция почти полностью переходит к биоценозу (тайга, гилея), хотя первоосновой накопления элементов в биомассе всё же остаётся почва и её материнская порода. Следовательно, не всегда по объёму естественной биомассы можно судить об агрономическом уровне плодородия. В ряде случаев чрезмерное обилие биомассы вводит неискушенного наблюдателя в заблуждение относительно истинного богатства почвы.

В связи с этим особое значение приобретают вопросы охраны лесных почв. Многочисленные примеры освоения тропических почв без достаточной их изученности и окультуривания свидетельствуют о полной деградации почв по пути образования латеритных панцирей. Естественный тропический лес на латеритизированных почвах не восстанавливается, а продуктивность вторичных лесов значительно ниже их исходного уровня. В наших условиях умеренного пояса природоохранными объектами являются леса на песках, особенно кварцевых, леса на гранитах, кварцитах, диабазах, гнейсах и других массивно-кристаллических породах, леса на крутых склонах с маломощными почвами и т. д. Все эти почвы, удобные для лесов, крайне неблагоприятны в агрономическом отношении и требуют капитальных затрат на окультуривание.

Продуктивность агроценозов зависит не только от плодородия почвы, но и от сложного комплекса условий и явлений окружающей среды. Повышение и поддержание почвенного плодородия является одной из самых важных и сложных задач практической и теоретической деятельности человека. В широком смысле данная проблема охватывает многие вопросы, связанные с функционирование агроценозов, с взаимосвязью и взаимообусловленностью всех компонентов ландшафта.

Конечный результат, интересующий человека, – это получение сельскохозяйственной продукции большей по массе и экологически чистой по качеству, что интегрально выражается в эффективном или экономическом плодородии почвы. Поэтому свойство почвы производить биологическую продукцию зависит не только от её особенностей, но от и многих других факторов, действие которых распространяется далеко за сферу почвенного покрова (погодные условия, технологические процессы, вредители и болезни растений, продуктивность животноводства, деятельность промышленных предприятий, транспорта и т. п.). В то же время урожай растений непосредственно оказывает различное качественно-количественное влияние на свойства почвенного покрова, на те его особенности, которые определяют уровень плодородия, зависящий от свойств почвенной массы (агрохимические и физические особенности, содержание в почве экологически неблагоприятных химических соединений антропогенного происхождения, биологическая загрязнённость и др.).