ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 12, с. 1447-1461
БИОГЕОХИМИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
УДК 631.4
ЛАТЕРАЛЬНАЯ МИГРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ И ПОЧВЕННО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КАТЕНЫ
© 2004 г. А. Н. Геннадиев, Н. С. Касимов
Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы
Поступила в редакцию 12.05.2004 г.
Отмечается вклад В.А. Ковды в развитие представлений о латеральной миграции вещества в почвенном покрове на глобальном, региональном и локальном уровнях. Обосновываются принципы иерархической классификации почвенно-геохимических катен. Приводятся данные о хронологических особенностях формирования почв в пределах катеннарных сопряжений. Характеризуются некоторые особенности латерального перераспределения природных и техногенных веществ в системе суша-море.
Происхождение почвенного покрова и функционирование почв обусловлено сложным взаимодействием разнонаправленных потоков вещества. Наряду с радиальными (вертикальными) субстантивно-миграционными связями между горизонтами почвенного профиля, большую роль в процессах почвообразования играет латеральный (горизонтальный) транспорт веществ по поверхности почв и в их толще. В большинстве случаев без учета и оценки последнего невозможна правильная интерпретация свойств почв и понимание их генезиса, а также использование данных о почвенном покрове для решения практических задач - прогнозно-экологических, мелиоративных, поисково-геологических и других.
В своих работах В.А. Ковда [24, 25] придавал большое значение "горизонтальному движению продуктов выветривания и почвообразования", рассматривая эту проблему с различных сторон и в различных масштабах пространства и времени. Так, характеризуя общеземной биогеохимический перенос, он выделял участвующие в нем основные почвенно-геохимические макротипы территории суши, связанные друг с другом гидрогеологически, генетически и геохимически: горные и платообразные области тектонических поднятий с отрицательным балансом продуктов почвообразования и эрозионно-промывным водным режимом; современные аккумулятивные низменности внутриматериковых депрессий, долины нижнего течения, поймы и дельты рек, мелководья шельфов и эстуариев, которые выступают в качестве зон активной аккумуляции взвешенных и растворенных веществ, приносимых со стороны гор и высоких плато; переходные транзитные области (подгорные равнины, пролювиальные и делювиальные шлейфы, сухие дельты), где сочетаются черты горно-эрозионных и аккумулятивных областей. Названные макротипы, по В.А. Ковде,
"представляют собой главные формы проявления глобальной литологии и геохимии поверхности суши и почв" [25, с. 112].
Наряду с выделением и анализом функционирования этой латерально-педохимической системы планетарного масштаба, он проводил в таком же аспекте дифференциацию почвенного покрова на локально-региональном уровне. Его почвенно-геохимические ландшафты (автоморф-ные водоразделов и древних высоких террас, гид-роморфные транзитные более молодых речных, приморских и озерных террас, аккумулятивные гидроморфные дельт, пойм, первых надпойменных террас, лагун и др.) были близки к таковым в понимании Полынова [33], Глазовской [10], Пе-рельмана [31], но в них делался больший акцент на субстантивно-балансовые и энергетические оценки результатов почвообразования и выветривания. Характеризуя типы сочетаний почвенно-геохимических ландшафтов в различных природных зонах, В.А. Ковда существенно углублял фундаментальную концепцию почвенно-кате-нарных сопряжений. В ряде своих работ, в том числе ранних, подготовленных по результатам исследования почвенного покрова Прикаспийской низменности [22, 23], он анализировал механизмы боковой миграции вещества при геохимических сопряжениях почв по микрорельефу.
Внимание В.А. Ковды привлекали многие аспекты проблемы латерального передвижения продуктов почвообразования и выветривания и, в частности, количественное соотношение между объемами переноса веществ в различных формах -оползни и селевые выносы, механический перекат обломков, транспорт взвешенных частиц текучими водами, миграция молекулярных и ионных растворов, эоловые перемещения. Он рассматривал также роль гравитационных, капиллярных и сорбционных сил, значение растворимости соеди-
нений в этих процессах, анализировал вклад живого вещества в регулирование явлений, связанных с латеральной миграцией химических элементов и соединений.
В настоящей статье излагаются разработки и данные ее авторов , затрагивающие лишь некоторые вопросы, которых касался В.А. Ковда в своих трудах. Это: а) определение сущности и подходы к систематике почвенно-геохимических катен; б) скорость и стадии латеральной дифференциации почвенного покрова и роль в этом процессе горизонтальной миграции вещества в растворенной и взвешенной формах; в) транспорт и аккумуляция соединений в пределах системы суша-море.
КАТЕНА КАК ФОРМА ОРГАНИЗАЦИИ ЛАТЕРАЛЬНЫХ ПОЧВЕННО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ КАТЕН
Принято считать, что представление о почвенных катенах впервые было введено Милном [42] для обозначения сочетаний тропических почв по элементам рельефа в Восточной Африке. Позднее за рубежом методологию почвенно-катенар-ного подхода развивали Башнелл [38], Хоул [39], Рухе [44], Яалон [48], Джеррард [13] и другие.
Действительно, авторство термина "почвенная катена" принадлежит Милну, но существо этого явления было объектом внимания российских почвоведов еще с докучаевских времен. Сам Докучаев, придавая большое значение зональным биоклиматическим закономерностям строения почвенного покрова, подчеркивал вместе с тем важность исследования "топографии почв", ярко проявляющейся на локальном уровне. Неус-труев [29] предвосхитил концепцию Милна, описав почвенные комплексы, связанные с микрорельефом, и комбинации почв, связанные с мезорельефом. В последние десятилетия в российском географо-генетическом почвоведении представления о строении почвенных катен разрабатывались Фридландом [35], Караваевой [18], Урусев-ской [34], Козловским [26] и др. Исследователи выделяли катены: а) по их зонально-климатической принадлежности; б) по составу компонентов почвенного покрова; в) в зависимости от генетического типа рельефа; г) по главным факторам дифференциации почв в катене - особенностям литологии, роли эрозионных процессов, уровню увлажнения, характеру перераспределения поверхностных вод. Как уже отмечалось выше, В.А. Ковда в большей степени обращал свой интерес на геохимические связи между почвами катен (которые он называл сочетаниями почвенно-геохимических ландшафтов), то есть тяготел к полыновской концепции.
В настоящее время, как нам представляется, в области изучения геохимических катенарных связей между почвами, наряду с имеющимися достаточно продвинутыми исследованиями, есть вопросы, которые требуют дальнейшей разработки. В данном случае речь идет о классификации почвенно-геохимических катен. На первых этапах развития катенарного анализа для классификации катен использовались общие ландшафтно-климатические и почвенно-геохимические факторы их дифференциации. Почвенные катены выделялись для различных природных зон и соответствующих им почвенно-геохимических полей, а на более низком таксономическом уровне - для почвенно-генетических и геоморфологических районов [11, 13, 30]. В принципе классификация катен возможна на структурно-генетической, функциональной (режимной) и (или) субстантивной основе. Структурно-генетические и субстантивные (геохимические) параметры могут быть объединены в единой классификации [21].
Для систематизации имеющейся информации и удобства описания катен, а также их картографирования ниже предлагается единая географо-геохимическая систематика катен, отражающая наиболее значимые характеристики этого объекта (табл. 1). Она основана на принципах классификации геохимических ландшафтов Перельма-на [31], представлениях Глазовской [11] о каскадных ландшафтно-геохимических системах и геохимических подходах к классификации катен Касимова и Перельмана [21]. Для выделения таксономических единиц используются три группы параметров: биоклиматические, структурно- и литолого-геоморфологические, геохимические. Верхние таксономические уровни (группы и подгруппы) выделяются по биоклиматическим особенностям территории. Средние (разряд, тип, подтип) - по структурно- и литолого-геоморфо-логическим характеристикам катен, а также ли-тогеохимической характеристике почвообразую-щих пород в катенах. Нижние (семейство, класс, род, вид, разновидность) - по миграционной структуре, обусловленной строением рельефа, литологией,характером поверхностного, внутри-почвенного и грунтового стока, а также по субстантивным (геохимическим) параметрам распределения элементов и их соединений в катенах. Вид и разновидность, вероятно, следует считать "дополнительными" таксономическими единицами, так как для их выделения используется широкий набор показателей (элементов и форм соединений), предполагающий несколько определений одной катены. Таким образом, данная систематика объединяет географические и геохимические показатели различного уровня.
Группа - это наиболее высокая таксономическая единица, характеризующая катены раз-
ЛАТЕРАЛЬНАЯ МИГРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ Таблица 1. Географо-геохимическая систематика катен
Таксономическая единица Критерии выделения
Группа Принадлежность к ландшафтной зоне
Подгруппа Сочетания автономных и подчиненных ландшафтов в пределах каждой группы
Разряд Положение в речном бассейне (автохтонное, аллохтонное, порядок бассейна)
Тип Монолитность или гетеролитность
Подтип Литогеохимические особенности почвообразующих пород в пределах типа
Семейство Миграционная структура, обусловленная строением рельефа, литологией, характером поверхностного, внутрипочвенного и грунтового стока
Класс Дифференциация щелочно-кислотных и окислительно-восстановительных условий в системе автономный ландшафт - подчиненный ландшафт
Род Степень геохимической контрастности катен
Вид* Соотношение литогеохимической и латерально-миграционной дифференциации вещества (сопряженное, конвергентное, дивергентное)
Разновидность* Характе
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.