Материал: GOSY-1_vmeste

Для вскрытия его характера более плодотворной представляется концепция ЭПП. Если принять, что общее направление почвообразования, ведущее к формированию почвы того или иного типа, определяется в каждом конкретном случае строго ограниченным комплектом элементарных почвенных процессов, т. е. каждому ГТП соответствует свой комплект ЭПП, то необходимо заключить, что каждому генетическому типу почвы соответствует свой тип почвообразования. Согласно этой концепции тип почвы и почвообразования — понятия одного порядка, которые не должны противопоставляться друг другу.

Концепция элементарных почвенных процессов и комплекта ЭПП как фактора, определяющего направление (тип) почвообразования, не исключает и более широкие генетические обобщения. В почвоведении существуют такие широкие понятия, как подводное, аллювиальное, гидроморфное, автоморфное, горно-эрозионное (горное), криогенное, степное, болотное, лесное, культурное почвообразование, относящиеся к надтиповым почвенным группировкам. Есть такие понятия, как олуговение, остепнение, опустынивание, заболачивание, засоление, связанные с развитием переходных типов почв; некоторые почвоведы используют такие понятия, как Al-Fe-гумусовое, гумус-иллювиальное, изогу-мусовое, метаморфическое, профиль-дифференцирующее, элювиально-иллювиальное почвообразование и т. д.

В настоящее время понятие типа почвообразования больше всего связывается с наличием или доминированием того или иного профилеобразующего ЭПП, общего для ряда типов почв.

В этом отношении можно сказать, что тип почвообразования — это преимущественное развитие какого-то профилеобразующего ЭПП. Однако для сложных полнопрофильных развитых почв, особенно с дифференцированным профилем, часто бывает трудно установить относительную роль того или иного ЭПП. Поэтому понятие «тип почвообразования» и те широкие надтиповые понятия, примеры которых приведены выше, пока используются в почвоведении не достаточно строго и не единообразно разными исследователями. Более строгими понятиями служат «тип почвы» и связанный с ним комплект ЭПП.

Первичное почвообраз-е

Первичное почвообраз-е - развитие почвообраз-го пр. под воздействием литофильных орг-ов на плотных магматических, метаморфических либо осадочных породах.

В рез-те на скальных горных породах формируются «эмбриональные» почвы, «препочвы», «почвы-пленки» мощностью от неск. мм до неск. см, часто обр-щие лишь фрагментарный почвенный покров среди выходов скал и каменистых осыпей. Эти специфич-е природные образ-я не играют существенной роли в общих биосферных пр, не могут обеспечить продуктивное развитие растит-го покрова и поэтому не рассматриваются в категории продуктивных земельных ресурсов. Однако важность их теоретич-го изучения несомненна именно как начального этапа почвообраз-я на земной пов-ти. Вероятно, изучая современное почвообраз-е под литофильными организмами на плотных скальных породах, можно в какой-то степени подойти и к изучению древнего почвообраз-я на суше Земли, когда только началось ее освоение автотрофными организмами. Много исслед-й в этом отношении провел академик Вильямс, считавший, что жизнь зародилась именно на суше Земли, в рухляке выветривания, и что развитие жизни и развитие почвообраз-я шло параллельно.

Изучение первичного почвообраз-я имеет теоретический интерес, позволяя в чистом виде вскрыть многие закономерности почвообраз-я в целом: взаимодействия биологич-го и геологич-го круговоротов в-в, пр. разложения и синтеза, пр. аккумуляции и выноса, баланса почвообраз-я.

В первичном почвообраз-и последовательно сменяют друг друга группировки организмов: микрофлора, преимущественно бактерии - лишайники, сначала эндолитич-е, затем эпилитич-е (накипные, листоватые, кустистые) - мхи - древесные и травянистые растения.

Почвообраз-е при участии микрофлоры

Первые поселенцы должны обладать хорошей приспособленностью к суровым экологич-им усл-м среды на скальных пов-тях, где характерны большие амплитуды между дневными и ночными, летними и зимними t, периодичность увлажнения вплоть до полного обсыхания в связи с отсутствием у субстрата св-ва влагоемкости, отсутствие орг в-ва и N, легкодоступных зольных эл-тов, прямое воздействие солнечной радиации.

В этих экстремальных экологич-х усл-х первые поселенцы - разнообразные автотрофные микроорг-мы, среди которых преобладают неспороносные бактерии и микобактерии, способные к азотфиксации. Присутствуют в составе микрофлоры и водоросли - диатомовые, зеленые, синезеленые. На более поздних стадиях в группировках микроорг-ов появляются гетеротрофы - аммонификаторы и др. микробы, грибы, актиномицеты, нуждающиеся для своей жд в синтезированном др. организмами орг в-ве.

Большин-во микроорг-ов этой стадии - автотрофы, способные создавать биомассу путем хемосинтеза или фотосинтеза, усваивая С, N, и О атмосферы при наличии даже следовых кол-в воды в среде, в частности за счет конденсации паров воды на холодной пов-ти камня или в микротрещинах, они должны получать из субстрата минер эл-ты. Биомасса бактерий этой стадии почвообраз-я довольно богата эл-тами питания, имеет высокую зольность порядка 7-10%, сод-т 10-12% N. Специфичен состав зольных эл-тов (%) бактерий: P2O5 – 42-52, K2О + Na2О – 25-30, СаО + MgO – 15-18, Fe2O3 - 1-10, SO3 – 3-4. Зольность водорослей такая же или даже выше, но в составе золы больше щел-зем эл-тов, чем щел. В золе диатомей существенную роль играет кремнезем.

Присутствие в золе микроорг-ов зольных эл-тов связано с их поступлением из разрушающихся минералов горной породы, причем поступлением избирательно, не в тех соотношениях, в которых эти эл-ты сод-тся в минералах. Способность многих микроорг-ов разрушать минералы была неоднократно показана прямыми экспериментами. Ремезов, Сушкина, Новороссова показали опытным путем разрушение многих первичных и вторичных минералов «силикатными» бактериями. Сушкина, Цюрупа позднее продемонстрировали освобождение более 50% первоначального сод-я К из микроклина, биотита и бентонита после 3-месячного воздействия почвенных бактерий.

Одновременно с биологич-им выветриванием идет и физич-е выветривание породы и слагающих ее минералов. Т.к. устойчивость к выветриванию разных минералов различна, пр. идет неравномерно, отдельными очагами, но постепенно охватывает всю пов-ть породы.

В рез-те под воздействием микроорг-ов обр-ся незначительное кол-во мелкозема - органо-минеральной микробной пыли, которая не является почвой, но уже представляет собой субстрат для поселения более требовательных к усл-м среды орг-ов. Отличия этого новообразованного субстрата от исх. породы: сод-ся орг в-во и N, аккумулированы биофильные эл-ты - Р, К, Са, S, Mg и др., продукты гидролиза силикатов и алюмосиликатов - гидроксиды Fe, Al, Mn, опаловидный кремнезем, стяжения СаСО3, с одной стороны, с другой - вторичные глинистые или глиноподобные переходные минералы с еще не полностью оформленной кристаллической решеткой.

В различных условиях среды образующиеся почвопленки имеют разный состав и хар-р. В холодных (арктика) и жарких (субтропики, тропики) пустынях обр-ся карбонатные, солевые, железисто-марганцевые, кремнеземистые налеты, корки типа «пустынного загара» в связи с отсутствием водного оттока продуктов выветривания и интенсивной кристаллизацией вторичных соед-й. В гумидных усл-х идет выщелачивание подвижных продуктов выветривания и относительное обогащение остатка неподвижными. Во всех случаях имеет место сдувание материала ветром и его накопление в микродепрессиях, трещинах. На образованном микроорганизмами мелкоземе поселяются лишайники, характерные для второй стадии первичного почвообразования.

Почвообраз-е под покровом лишайников

Лишайники - низшие растения, тело (талом) которых состоит из симбиотического переплетения грибного мицелия и клеток зеленых или желтозеленых, иногда и сине-зеленых водорослей, способных к фотосинтезу. Для экологии лишайников характерные особенности: а) симбиоз гетеротрофного и фотосинтезирующего автотрофного компонентов в едином организме; б) высокая устойчивость к инсоляции и высушиванию; в) способность поглощать воду из атмосферы при низкой относительной влажности воздуха; г) способность прочного прикрепления к плотному субстрату путем образ-я грибных присосок разного вида (гаустории, апрессории, импрессории); д) способность проникать своими гифами в субстрат. Эти особенности позволяют лишайникам приспособиться к суровым экологич-м усл-м скальных пов-тей.

Среди лишайников обнаружены свои сукцессии, связанные с последовательным развитием субстрата. Первые поселенцы - эндолитические лишайники, обитающие внутри субстрата по микротрещинам. За ними - эпилитические лишайники, живущие на пов-ти субстрата, среди которых последовательно сменяют друг друга накипные (корковые), листоватые и кустистые. Растут лишайники медленно, но живут 30- 80 лет.

Воздействие лишайников на субстрат двойственное, механическое и биохимическое, ведущее к интенсивному выветриванию породы и накоплению продуктов выветривания. Своим таломом лишайник защищает новообразованный мелкозем от сдувания и смыва, что способствует его аккумуляции под лишайниковым покровом. Механич-е действие лишайника на плотную породу связано с тем, что грибные гифы могут проникать на неск. мм по микротрещинам между минеральными зернами в глубь породы, особенно по плоскостям спайности, постепенно разрыхляя субстрат. С другой стороны, прочно прикрепленный своими присосками к плотной породе талом лишайника при чередовании высыхания и набухания (при увлажнении) просто отрывает от монолитного камня небольшие кусочки породы, так же постепенно разрыхляя субстрат.

Отличительная особенность лишайников - способность образовывать и выделять в среду сложные орг к-ты полифенольного ряда - лишайниковые к-ты (обладают высокой агрессивностью по отношению к породообраз-им минералам и ярко выраженной хелатирующей способностью по отношению к катионам, способствуя увеличению геохимич-й подвижности последних). Исслед-я Красильникова показали, что слоевища лишайников служат местообитанием многочисленных микроорг-ов, включая дрожжевые грибки и бактерии, многие из которых являются олигонитрофилами и азотофиксаторами.

Лишайники потребляют довольно большое кол-во зольных эл-тов из субстрата, хотя зольность их обычно не велика по сравнению с бактериями (1-2%). Max зольность у накипных лишайников, min - у кустистых. Среди лишайников есть кальцефилы, обитающие на известняках, и кальцефобы, обитающие на силикатных породах; некоторые лишайники весьма специфичны в выборе субстрата, предпочитая либо основные, либо кислые силикатные породы.

Лишайники достаточно сильно воздействуют на плотные породы. Биологич-е выветривание на этой стадии первичного почвообразования протекает более интенсивно, чем на предыдущей. Под покровом лишайников накапливается уже слой мелкозема мощностью неск. мм или см, обогащенный гумусом (до 30—40%), азотом, биофильными элементами в доступной растениям форме. Этот мелкозем уже обладает развитой порозностью, поглотительной способностью, влагоемкостью, т.е. имеет все св-ва почвы, и может быть отнесен к почвенным образ-ям. Примитивные почвы под лишайниками обладают высокой активной и потенциальной к-тью, в составе их гумуса хар-но преобладание фульвок-т над гуминовыми к-тами. В усл-х гумидного климата и элювиальных ландшафтов, а почвообраз-е под лишайниками хар-но именно для таких усл-й (в холодных и жарких пустынях стадия лишайникового почвообраз-я не наступает, процесс там задерживается на бактериальной стадии), кислая р-ция среды способствует прогрессивному выщелачиванию щел и щел-зем катионов, хотя возможно и промежуточное окарбоначивание элювия. Мелкозем под лишайниками сод-т, как показала Парфенова на Кавказе, до 35% глинистых минералов.

Почвообраз-е под моховым покровом

Мхи поселяются на достаточно преобразованном лишайниками субстрате, когда мощность примитивной почвы достигает 5-10 см. Мхи - настоящие фотосинтезирующие автотрофы, нуждающиеся в постоянном наличии в субстрате воды, азота и эл-тов зольного питания в доступной растениям форме. Их роль в непосредственном биологич-ом выветривании плотных пород не известна в отличие от 2х предыдущих групп организмов. Можно предположить выделение водородного иона в среду ризоидами мхов при обменном поглощении катионов из субстрата, но это лишь предположение самого общего хар-ра. Для их жизни необходим достаточно развитый почвенный субстрат со всеми атрибутами настоящей почвы.

Главная роль литофильных мхов в первичном почвообраз-и - дальнейшее расширение биологич-го круговорота в-ва и на этой основе аккумулятивной ветви почвообраз-я. Часто они поселяются вместе с лишайниками, образуя сложный мохово-лишайниковый покров. В составе биоты большую роль продолжают играть многочисленные микроорг-мы, особенно гетеротрофные; интенсивно развивается почвенная фауна.