ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ, 2013, том 74, № 6, с. 463-471
УДК 574.2
ЗООЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ПОЧВ: ИМПЕРАТИВЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ И МЕСТО В СОСТАВЕ ПОЧВЕННОЙ ЗООЛОГИИ И ПОЧВОВЕДЕНИЯ
© 2013 г. В. Г. Мордкович
Институт систематики и экологии животных СО РАН 630091 Новосибирск, ул. Фрунзе, 11 e-mail: mu4@eco.ncs.ru Поступила в редакцию 05.03.2013 г.
Зоологическая диагностика почв была задумана М.С. Гиляровым как раздел почвенной зоологии, наиболее тесно увязанный с почвоведением. Зооагенты рассматривались им как экологический фактор почвообразования, один из многих. Современная диагностика почв, решая утилитарные задачи, базируется только на консервативных свойствах стабильной части почвенного субстрата. Тем не менее признается, что генератором этих свойств являются специфические комбинации биологических, химических и физических явлений, именуемые "элементарными почвенными процессами" (ЭПП). Они нигде, кроме почв, не проявляются. Определенным ЭПП соответствуют характерные комбинации биоты, в том числе беспозвоночных животных. Выполняя функцию производителей детрита и способствуя образованию гумуса, необходимого для запуска любого ЭПП, педобионты оказываются его активными участниками. Поэтому животные, как самая высокоорганизованная и активная часть системы ЭПП, могут служить не только его индикаторами, но и навигаторами. Изучение и мониторинг ЭПП в почве затруднены, так как связаны с неизбежным нарушением естественного сложения почвенного профиля. Учет зооагентов возможен без изменения природной обстановки. По экологическим потенциям почвенных беспозвоночных, участвующих в ЭПП, по спектрам их экогрупп, жизненных форм, результатам деятельности можно ставить диагноз состояния почвы на той или иной стадии развития определенных ЭПП при разных их сочетаниях и в разных регионах или частях природных градиентов среды.
Обосновывая статус почвенной зоологии в системе наук, М.С. Гиляров подчеркивал, что она призвана синтезировать данные зоологических и почвенных исследований, а также тесно связана с другими отраслями биологии, физической географии и экологии (Гиляров, 1965, 1976) (рис. 1). Одну из своих первых книг М.С. Гиляров (1965) посвятил зоологическому методу диагностики почв. К сожалению сегодня приходится признать, что этот аспект остается наименее разработанным разделом почвенной зоологии. Естественно, возникает вопрос почему?
Чтобы на него ответить, обратимся к методологическим основам диагностики почв, их пониманию, с одной стороны, почвоведами, с другой -зоологами. Здесь имеются большие разночтения.
ФАКТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ПОЧВ
Почвоведы под диагностикой почв традиционно имеют в виду описание и изучение почвенных признаков, их использование для распознавания
и классификации типовых категорий почвенного покрова. При этом почвоведы различают несколько аспектов: во-первых, диагностику исторического происхождения и развития почв; во-вторых, диагностику почв по их свойствам, наиболее стабильным во времени; в-третьих, диагностику динамики почвообразования, основанной на взаимодействии современных процессов, непосредственно формирующих вертикальный (генетический) профиль почв. В первом маркерами типа почв служат палеогеографические, палеоклиматические, палеоэкологические критерии почвообразования. Все они выступают как внешние факторы по отношению ко всем компонентам биогеоценоза, к почве в том числе. Во втором аспекте диагностика почв базируется на собственных специфических свойствах почв, как особой природной субстанции. Качества наиболее стойких физических, микроклиматических, химических свойств почвенного субстрата и физиономии почвенного профиля и их диагностические достоинства давно отобраны и взве-
Физическая география
Эволюционное учение
^ v j ^ L
Физика
Биология
Микробиология
Геология
Химия
Экология
Рис. 1. Положение почвенной зоологии в системе наук.
шены. Их определенные стандартные сочетания закреплены за определенными типами, подтипами, семействами почвенной классификации. Как правило, для идентификации почв соответственно классификационным эталонам достаточно ограниченного набора признаков. Лишние только усложняют процедуру. И поэтому биологические признаки, особенно зоологические, в категорию почвенных свойств обычно не включаются.
Попытки обойтись без биологических свойств методологически обосновываются упрощением самого понятия почвы. Еще до недавнего времени ее считали как минимум трехфазной, а теперь, увы - только твердофазной субстанцией (Полевой определитель почв..., 2008). Живое вещество в качестве четвертой фазы почвенного субстрата почвоведами обсуждается редко, больше из почтения к В.И. Вернадскому, чем по сути дела. М.С. Гиляров (1949, 1970) тоже считал почву трехфазной системой, а живые организмы лишь фактором почвообразования, в соответствии с традициями классического почвоведения, экологического по сути.
Третий аспект диагностики почв ориентирован на процессы трансформации вещества и энергии в почве с учетом их направленности, интенсивности, скорости, инициального начала, сочетаний. Согласно классическим представлениям (Роде, 1971; Герасимов, 1973; 1980) почву формируют процессы разного уровня сложности. Во-первых, различают почвенные микропроцессы: влагооб-
мен, теплообмен, обмен зольными элементами, явления окисления-восстановления, растворения и перемещения веществ со стоком и т.п. Все микропроцессы совершаются помимо почвы и в других средах - воде океана, воздухе атмосферы, биологической среде живого организма.
Более сложную категорию составляют процессы, которые А.А. Роде (1971) называл частными почвообразовательными макропроцессами, а И.П. Герасимов (1973) - элементарными почвенными процессами (ЭПП). Второе название явно предпочтительней, поэтому прижилось в почвоведении и в зоологической диагностике почв (Самойлова, 1981; Мордкович, 1991). ЭПП выделяют как определенные сочетания взаимосвязанных биологических, химических и физических явлений, которые не могут быть сведены ни к химическим, ни к физическим, ни к биологическим процессам, происходящим в иных, чем почва средах, так как нигде, кроме почвы, они не проявляются. По мнению И.П. Герасимова, ЭПП являются совершенно необходимой основой для генетического определения типов почв. Е.М. Самойлова (1981) отмечала, что ЭПП дают более определенную, однозначную информацию о почве, чем ее иные свойства, поскольку один и тот же набор признаков может создаваться действием разных ЭПП. Например, схожие свойства горизонта Е обнаруживаются в подзолистых почвах и солодях, имеющих совершенно разный генезис (в первом случае
Средства диагностики
Свойства
почвы
{} объект
Абиотическая трехфазная среда (подземный ярус БГЦ)
Средства диагностики Рис. 2. Диагностика почв. Старая схема.
они - следствие кислотного, во втором - щелочного гидролиза). К ЭПП относятся: оподзоливание, осолодение, оглеение, карбонатизация, осолонце-вание, осолончакование, торфонакопление, гуму-сонакопление и др. Каждый ЭПП или их характерные совокупности - это генераторы определенных свойств почвы. Ведущий ЭПП формирует специфический генетический горизонт, а также сказывается на всем вертикальном почвенном профиле, создавая неповторимую среду для обитания биоты.
СУБСТАНТИВНАЯ ДИАГНОСТИКА ПОЧВ
В последние годы в российском почвоведении под влиянием американского произошла смена диагностической парадигмы. От времен В.В. Докучаева до 80-х годов ХХ столетия российские почвоведы рассматривали почву, во-первых, как систему трехфазную, включающую вещество в твердом, жидком и газообразном состоянии; во-вторых, как функцию целого ряда внешних и внутренних факторов-почвообразователей. Этот основополагающий методологический принцип -единства факторов, процессов почвообразования и свойств почвы - лежал в основе всех российских почвенных классификаций (Указания..., 1967; Классификация и диагностика почв СССР, 1977). В них базовые таксономические единицы почвенного покрова - типы и подтипы - выделяются по положению почв в градиенте природно-климатических широтных зон или в меридиональном ряду фаций, а также по степени выраженности гидроморфизма и соотношению биокосных со-
ставляющих почв (значит, с учетом биологической компоненты почвы).
Эколого-генетические классификации почв отличались внутренней логикой, отражали связи между почвой и условиями почвообразования, были полезны для реконструкции и прогноза эволюции почв в изменчивой географической среде. В системе факторов почвообразования находилось место и биологическим, и зоологическим. Вместе с тем те же принципы неизбежно предполагали принижение роли самого диагностируемого объекта -почвы. Свойствам почвы уделялось недостаточно внимания, что приводило к неопределенности и неоднозначности полевой диагностики типов и подтипов почв. Например, фациальные (региональные) подтипы зональных типов выделялись исключительно по внешним (климатическим) показателям. Северный и южный пределы зональных типов тоже определялись главным образом по положению объекта в климатическом градиенте, а не по собственным признакам почв (рис. 2).
В 1977, 2004 и 2008 гг. были опубликованы три последовательных издания новой классификации почв России, в основе которой лежит парадигма, диаметрально противоположная предыдущей. Теперь почва определяется, во-первых, не как природное, а "природно-антропогенное" тело; во-вторых, не трехфазная, тем более не четы-рехфазная, а исключительно твердофазная субстанция, экспонированная на поверхности суши, сформированная многолетним взаимодействием процессов, приводящих к дифференциации ис-
Рис. 3. Диагностика почв. Новая схема.
ходного минерального и органического материала на генетические горизонты (Классификация почв России, 2004) (рис. 3).
Соответственно новой дефиниции понятия "почва" подобраны принципы и приемы, которые позволяют классифицировать почвы, сравнивая их консервативные, устойчиво закрепленные в почвенном профиле свойства. Такой подход, в отличие от факторного эколого-генетического, именуется "субстантивно-генетическим". В его рамках при отборе диагностически значимых свойств почв приор
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.