Незворотні зміни у грунті
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
Как выяснилось, часть почвенных свойств изменяется обратимо. Но есть в природе и необратимые процессы, которые всегда действуют «в одном направлении». К таким процессам относят эрозию и дефляцию.
Рельеф земной поверхности неумолимо определяет движение воды по ней. Осадки, выпадая, стекают по поверхности почвы вниз, по уклону. В зависимости от скорости воды, ее массы, характера почвы, по которой течет вода, происходит снос почвенного материала. Вода смывает почвенный слой (плоскостная эрозия) или же разрезает почвенный покров оврагами, руслами ручьев, рек, временных потоков (линейная эрозия). Эрозия — нормальный геологический, природный процесс, идущий постоянно. Его обычно называют денудацией, отличая от эрозии.
Обычно скорость сноса почвенного материала не очень большая, поэтому почва постоянно снова гумусируется, оставаясь как бы прежней почвой. Но если возникнут какие-то внешние условия, способствующие усилению процессов эрозии или снижению эрозионной стойкости почв, то последствия станут катастрофическими.
Обычно эрозионная опасность для данной почвы оценивается по величине размывающей скорости воды, Эта скорость определяется плотностью почвы (почвенных агрегатов: чем выше плотности, тем выше скорость), размером частиц и эмпирическим коэффициентом т. Этот коэффициент определяется степенью задернения почвы, пронизанностью ее корнями. Так, если растений на почве нет, то т=1. Если же корней диаметром меньше 1 мм достаточно (25% от веса сухой почвы), то коэффициент т возрастает до 14 (эту зависимость установил М. С. Кузнецов). Увеличение количества корней в почве увеличивает коэффициент т и почворазмывающую скорость, т. е. необходима большая скорость, чтобы размыть почву.
Именно поэтому очень часто эродируются горные склоны после пожара, когда весь растительный покров уничтожен. Еще катастрофичней может оказаться распашка почв. В этом случае определенный период поверхность лишена растительности и поэтому в большей степени подвержена эрозии, чем целинная почва под естественным растительным покровом.
В нашей повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с эродированными почвами. Они хорошо видны из вагона поезда, когда на свежевспаханных полях заметны более светлые, буровато-желтые, серовато-желтые пятна эродированных участков и ветвистые раны оврагов. Ежегодно 100 тыс. га земель разрушается оврагами. Площадей, охваченных поверхностной эрозией, еще больше. Они практически равны площади пахотных почв.
Процесс эрозии приводит к необратимому изменению почв, вплоть до их гибели. В результате эрозии теряется такое количество Питательных веществ в год, сколько все заводы мира, производящие удобрения, вырабатывают за несколько десятков лет. Потери урожая от эрозии, недобранного из-за низкого плодородия эродированных участков, достигают миллионов тонн.
Эрозия — естественный процесс, который деятельность человека ускоряет иногда в сотни и тысячи раз. Человек часто необратимо изменяет почву уже в результате другого рода своей деятельности. Так, добывая полезные ископаемые открытым способом, человек нарушает почвенный покров и последующее его восстановление — дело дорогое, нелегкое и длительное. Загрязнение почв радиоактивными осадками, тяжелыми металлами, отходами нефтеперерабатывающей промышленности может привести к необратимым последствиям — отравлению почвы.
Весной вспаханные почвы, особенно на юге, в степных районах страны, быстро высыхают с поверхности и в случае сильных ветров разыгрываются пыльные бури. Пыль переносится на сотни километров, заносит лесные полосы, здания, скотные дворы. Ветровая эрозия, или дефляция, — не менее страшный враг почвы, чем водная эрозия. Алтай, Кубань, Хакасия, Украина — вот районы интенсивного распространения пыльных бурь. Территория около г. Армавира даже получила название пыльного коридора.
И эрозия, и дефляция разрушают почву. Но, как говорил М. В. Ломоносов, если в одном месте убудет, то прибудет в другом. Насыпные, переотложенные, намытые почвы — все это следствие эрозии, вторая сторона медали. Отлагаясь внизу, у подошвы склона, в местах выполаживаниясклона, где скорость потока замедляется, смытый мелкозем, обычно гумусированный, образует мощные гумусовые горизонты. Золовые наносы также наращивают почву, скапливаясь около ветроломных препятствий: лесных насаждений, заборов, домов. В этих случаях существующие почвы обычно наращиваются сверху, становятся более плодородными, часто переходят в другой род, а иногда даже подтип почвы. Но площадь этих почв несравненно меньше, чем площадь эродированных. Поэтому, в частности, богатство намытых и насыпных почв не компенсирует обеднение эродированных.
Совсем плохо, когда уже эродированные почвы эродируются дальше, сносится уже малоплодородный слой почвы и тоже по склону — он погребает плодородную почву. В этом случае — двойной убыток. Обе почвы резко снижают уровень своего плодородия.
Но есть и естественное погребение почв. Оно характерно для речных долин, речных пойм и для вулканических регионов.
В речных долинах поймой называют часть ее, которая хотя бы раз в 5 лет заливается паводковой водой. Разлив приносит наносы. Около русла реки отлагается песок, в удаленной от русла части поймы — более тонкие, глинистые отложения, часто обогащенные гумусом. Это тоже результат эрозии, размыва берегов, эрозионного сноса с водоразделов.
Наилок, в значительной мере состоящий из гумусированного ила, обладает высоким плодородием и быстро заселяется растениями. Пойменные почвы как бы улавливают, унаследывают плодородие разрушенных почв террас и водоразделов. Пойменные луга—один из самых продуктивных биогеоценозов. Когда-то на пойменных лугах Оби, например, паслись коровы, из молока которых делали превосходное сливочное масло. К сожалению, так называемое зарегулирование стока, обезопасив прибрежные населенные пункты от наводнений, затопило частично пойменные луга, а частично они перестали заливаться. В результате мы потеряли одни из самых ценных угодий.
В регионах с активной вулканической деятельностью почвы погребаются при интенсивных выбросах пеплов. Если пеплы выпадают небольшими порциями, часто не приводя к гибели БГЦ, то почвы медленно наращиваются сверху. Интенсивное извержение губит БГЦ, образуется мощный слой вулканических отложений, под которыми залегает погребенная почва. На поверхности отложений начинает постепенно формироваться новый БГЦ, новая почва. Такие почвы представляют собой, как сказал И. П. Герасимов, слоеный пирог. На глубинe 1 м могут залегать слои почвы, возраст которых 7— 8 тыс. лет, на глубине 50 см — 3—2 тыс., на глубине 20 см — 1 тыс. лет и меньше (О. А. Брайцева, И. В. Мелекесцев и др.).
Погребенные слои почвы встречаются не только в вулканических районах. В лёссах Русской равнины, Китая, Европы, Сибири выделены погребенные гумусовые горизонты. Считают, что лёссы отлагаются в результате золового переноса. Очевидно, их отложение схоже с отложением пеплов. Когда лёсс поступал небольшими порциями, успевал сформироваться четко выраженный гумусовый горизонт. Потом лёсс начинал поступать быстро. Он частично осваивался растениями, но четкий гумусовый горизонт в этих случаях не формировался. Но под влиянием растений лёсс приобретал достаточно высокое плодородие.
Процесс почвенной проработки золового материала предложено назвать бергинизацией по имени академика Л. С. Берга, автора этой почвенной гипотезы формирования лёссовой толщи. Проведенные многочисленные определения возраста гумуса в черноземах, развитых на лёссах, показали, что, например, украинские черноземы имеют возраст на глубине 10—20 см 1680 лет, 30— 40 см — 2950, 50—60 см — 2970, 70—80 см — 4020, 140 — 150 см — 6700 лет (имеется в виду возраст гуминовых кислот, связанных с Са).
Это свидетельствует о том, что вся черноземная толща сформировалась не в результате медленного освоения корнями растений метровой толщи с последующим разложением, а совсем другим способом, бергинизацией. Просто постепенно и сравнительно равномерно выпадавший лёсс прорабатывается растениями. В лёссе накапливался гумус, а почва росла кверху. Таким образом, чернозем постоянно наращивал свою мощность, сохраняя гумусированность нижних горизонтов.
В случае верности гипотезы следует пересмотреть взгляд на чернозем и его использование. Во-первых, если он не прошел гидроморфную стадию, а формировался процессом бергинизации, то орошение ставит эту почву в очень необычные условия. Если же эту почву каким-то образом нарушить, в том числе эрозией, то восстановить свою исходную мощность чернозем сможет, только если сверху будет поступать мелкозем (достаточно постепенно) и прорабатываться растениями в гумусированный горизонт. Именно этот путь позволяет увеличить мощность черноземов.
Что же такое погребенные почвы: активный компонент биосферы или же «мумия» умершей почвы? Почва, может быть погребенной, но может оставаться в зоне действия корней, активно участвовать в питании растений и быть активным компонентом биосферы. Очевидно, нижние горизонты чернозема, если они погребены верхним, уже включились в общую жизнь. В них передвигаются животные (в том числе черви), распространяются корни растений, живые микроорганизмы.
В то же время погребенные почвы, отделенные от дневной поверхности большой толщей (2 м и больше), уже исключены из жизни биосферы или же их участие очень ограничено, и не как гумусового, а как подстилающего горизонта. Гумус этих горизонтов может играть роль компонента физической или химической системы, какой можно считать погребенный горизонт, но он уже не будет аккумулирующим горизонтом современной почвы. И этот процесс исключения почвы из жизни биосферы также имеет одно «направление». Обычно эти погребенные почвы уже не «воскресают». Но следует отметить, что во всех случаях «смерть» почвы, ее уничтожение или же погребение происходят не в результате внутреннего развития почвы, а лишь под воздействием изменившихся внешних факторов.
Живой организм, появившийся на свет от своих родителей, уже до конца своих дней сохраняет свой генетический тип, не меняет свою видовую принадлежность и умирает, относясь к тому же виду, как и при рождении. Почва в отличие от животных может образоваться в одних условиях и относиться к одному типу, затем изменить свою типовую принадлежность.
Смерть почвы всегда связана с катастрофой. Эрозия разрушает почвенный слой и сносит почвенный материал в долину. Бульдозер срезает почву, сгребая ее в кучу или отвал. Нефтяные остатки заливают почву, умерщвляя ее и все живое в ней. Пепел извержения засыпает почву, превращая ее в «мумию». Эти катастрофы уничтожают почву, а с ней и участок биосферы.
И в этом одно из коренных отличий почвы от живых организмов. Ее смерть — не закономерный итог развития, а неожиданный акт уничтожения. А это значит, что почву можно уберечь от смерти. Ее можно спасти от уничтожения, и тогда она переживет нас и принесет пользу нашим детям и внукам. Мало того, почву можно переделать, улучшить, перевести постепенно в такой тип, который будет наиболее продуктивен в данных условиях. Конечно, любое вмешательство в жизнь почвы требует знаний и понимания последствий такого вмешательства. Человек может засолить, к примеру, почву и тем самым надолго ее умертвить. Но он может, долго и аккуратно, любовно возделывая почву, превратить ее в огородную, одну из самых плодородных почв, которая часто встречается в деревнях лесной зоны Русской равнины.
Очевидно, наиболее плодотворной мелиорация (улучшение) почв будет тогда, когда мы будем опираться не только на знание свойств и режимов почв, но и на понимание путей эволюции почв и почвенного покрова.