Почва – биокосное тело природы. Нижняя и верхняя граница почвы
Почва — особое тело природы
Если классифицировать все природные физические тела Земли на живые (живущие организмы) и косные (горные породы и минералы, магма), то почва среди них занимает особое промежуточное положение, являясь, по выражению академика В. И. Вернадского (1863—1945), биокосным телом природы.
Особое положение почвы определяется тем, что, во-первых, в ее составе участвуют как минеральные, так и органические вещества и, что особенно важно, большая группа специфических органических и органоминеральных соединений — почвенный гумус. Кроме того, неотъемлемую часть почвы — ее живую фазу — составляют живые организмы: корневые системы растений, почвооби- тающие животные разного размера вплоть до одноклеточных Protozoa, огромное разнообразие микроорганизмов. Именно поэтому почва является многофазной системой, включая твердую, жидкую, газообразную и живую фазы в отличие от других природных тел. Даже аналитически невозможно отделить почвенные микроорганизмы от почвенного гумуса, что выражается в их суммарном определении общего содержания органического вещества в почве.
Всякая природная почва состоит из последовательно сменяющих друг друга вниз от поверхности слоев генетических горизонтов, образовавшихся в результате изменения исходной горной породы в процессе почвообразования. Вертикальная последовательность горизонтов образует почвенный профиль.
Почвенный индивидуум
Почва — природное тело, имеющее определенную протяженность в трех измерениях пространства. Как всякое природное тело, она имеет свое положение в пространстве, объем и границы.
Нижняя граница почвы определяется, согласно П. С. Коссовичу (1862—1915), глубиной, на которую произошло изменение исходной горной породы в ходе почвообразования. Однако для решения этого вопроса на практике в истории почвоведения были предложены разные критерии.
В. В. Докучаев предложил принимать за нижнюю границу почвы максимальную глубину ее прокрашивания гумусом, т. е. включал в толщу собственно почвы только горизонты А и В, понимая под горизонтом А гумусовый слой и под горизонтом В — слой, переходный по гумусированности (в настоящее время под горизонтом В понимается слой иллювиально-метаморфического преобразования породы); нижележащий же горизонт С— материнскую породу — он относил к подпочве. П. А. Костычев считал, что нижняя граница почвы определяется глубиной проникновения основной массы корней растений. Академик К. Д. Глинка (1867—1927) отождествлял нижнюю границу почвы с нижней границей коры выветривания, хотя и подчеркивал принципиальное различие между ними. Г.Н.Высоцкий (1863—1939) определял нижнюю границу почвы глубиной ее ежегодного промачива- ния атмосферными осадками.
Таким образом, вопрос о нижней границе почвы решается сложно и часто неоднозначно, в зависимости от того, в каких целях он рассматривается: при изучении почвы как естественно-исторического природного тела, как среды обитания растений или как объекта инженерно-технической мелиорации.
В настоящее время в почвоведении принято включать в состав почвы горизонты О, А, В и их дериваты (Т, Е, G), а нижележащие горизонты С, D, R относить к подпочве в соответствии с принципом Докучаева— Коссовича (определение почвенных горизонтов см. ниже в соответствующем разделе учебника).
Верхняя граница почвы — это поверхность раздела между почвой и атмосферой, т. е. поверхность суши Земли, либо между почвой и гидросферой для подводных почв (плавневые, маршевые, мангровые, затопленные рисовые почвы ит. п.).
Что же касается боковых границ почвенного тела, то, поскольку почвенный покров суши Земли является сплошным и почвы переходят одна в другую обычно постепенно, без резко выраженных границ раздела, граница между двумя разными почвами становится диффузной и трудно выделяется в натуре. Однако это не значит, что границы нет: диффузная граница — это тоже граница, но имеющая некоторые пределы неопределенности. В почвоведении принято определение боковых границ почвы как вертикальных поверхностей раздела между соседствующими почвенными индивидуумами.
Поскольку почва является сложной структурной системой, она всегда имеет какую-то степень неоднородности. Отсюда задача определения почвенного индивидуума сводится к отысканию тех пределов почвенной неоднородности, которые позволяют говорить о самостоятельном природном теле, отличном от окружающих тел. Соответственно почвенный индивидуум (педон — по терминологии современной школы США, почвенная особь, элементарная единица почвы) — это минимальный объем почвы, горизонтальные размеры которого достаточно большие, чтобы иметь полный спектр вариабельности соотношений генетических горизонтов, соответствующий минимальной горизонтальной неоднородности почвы по диагностическим признакам ( 1).
В зависимости от типа почвы и ее строения горизонтальные размеры почвенного индивидуума могут колебаться в широких пределах от долей до десятков и сотен квадратных метров. По измерениям Ф.И.Козловского (1972), площади почвенных индивидуумов (в м2) для дерново-подзолистой почвы на покровном суглинке Подмосковья составили от 1,75 до 28, для типичного чернозема на лессовидном суглинке Курской области — 28 и для лугово-каштановой почвы на элювии шоколадных глин Сарпинской низменности — 7. В плане реальная форма почвенного индивидуума может быть весьма разнообразной — гексагональной, округлой, овальной, вытянутой по какой-то одной оси, амебовидной, ветвистой — в зависимости от микрорельефа, строения и характера горных пород, гидрогеологических условий.
Ряд одинаковых почвенных индивидуумов в своем совместном простирании по площади дают элементарный почвенный ареал ( 2), под которым понимается единица почвенного покрова, относящаяся к одной классификационной единице наиболее низкого таксономического ранга, занимающая пространство, со всех сторон ограниченное другими элементарными почвенными ареалами или непочвенными образованиями (В. М. Фридланд, 1965). Аналогичными понятию элементарного почвенного ареала (не синонимами, но в принципе соответствующими друг другу) являются следующие понятия, в разное время введенные в науку. полипедон — школа США, 1960; педотоп — Э. Эвальд, 1966; женон — Ж. Булей, 1969.
Источник
Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Биокосное тело
Биокосное вещество — биокосные тела, представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (почвы, илы, кора выветривания и др.).[ . ]
Биокосное тело — природное тело, сформировавшееся в результате взаимодействия живой и неживой природы, например почва.[ . ]
Этот переход в косное тело совершается не сразу. Промежуточным является биокосное тело в течение большего или меньшего геологического времени, так как первая переработка совершается биогенным путем микробами, бактериями и грибами. А в конце наступают реакции, в которых микробы отсутствуют или играют второстепенную роль.[ . ]
Почва (по В. И. Вернадскому) — биокосное тело природы, занимающее промежуточное положение между биологическими организмами и косными телами (горные породы, минералы). Является гигантской экологической системой, активно участвует в круговороте веществ и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы. Важнейшее свойство почвы — плодородие (способность обеспечить рост и размножение растений) нарушается в результате антропогенной деятельности: выпас скота, вспахивание, выращивание монокультур, уплотнение, нарушение гидрологического режима (уровня грунтовых вод), загрязнение. В связи с тем, что почва — это основа биологического круговорота, она становится источником миграции загрязненных веществ в гидросферу, атмосферу, в продукты питания (через растения и животных). Строительство дороги в результате указанных выше причин приводит к снижению плодородия почв.[ . ]
По В. И. Вернадскому, почва является биокосным телом природы, занимая промежуточное положение между живыми (биологическими) организмами и косными телами (горные породы, минералы).[ . ]
Значительная часть биосферы состоит из биокосных тел. Такими являются все скопления живых организмов: леса, поля, планктон, бентос, почвы и морские илы, все земные воды, кроме некоторых рассолов, но даже и в них, как например, в Мертвом море, микробная жизнь существует. Организованные биокосные тела занимают значительную часть по весу и по объему биосферы. Их остатки, после гибели организмов, их составляющих, образуют биогенные породы, которые образуют огромную часть стратисферы.[ . ]
Почва, по определению В.И.Вернадского, — биокосное тело, в котором биологическая и косная системы составляют диалектическое единство, взаимозависимое и взаимообусловленное. Почва — растения и растения — животные — взаимозависимые части агроэкосистемы. Создание ее оптимальной структуры — задача сложная, решение которой возможно на основе взаимозависимой сбалансированности указанных структурных частей формируемого агроценоза.[ . ]
Кора выветривания, ныне активная — определенное биокосное тело — иногда, в отдельных геохорах, может быть прослежена на сотни метров вглубь, особенно в поясах тропическом и подтропическом во влажном климате. К полюсам, в областях, покрытых снегом и льдами, и в областях вечной мерзлоты, занимающих, как известно, огромные участки суши, обычные химические и биохимические процессы ослаблены. Но здесь мы должны считаться, с химической и действенно энергетической точки зрения, со своеобразным положением угольной кислоты, находящейся в области своей концентрации и одновременно в области своей критической температуры. Допустим переход ее в жидкое состояние; явление это, которое должно производить значительные геологические эффекты, совершенно оставлено без внимания, но реально оно должно быть.[ . ]
Но, кроме того, мы встречаем на каждом шагу мелкие биокосные тела разнообразнейшей формы, которые в общем балансе биосферы играют видную незаменимую роль.[ . ]
Не только воды, как было указано, но и другие жидкие минералы, как, например, нефти, являются биокосными телами. Только природные, обычно слабые растворы кислот, например, серной кислоты или соляной, лишены жизни 7Й.[ . ]
Почвенный покров представляет собой самостоятельную земную оболочку — педосферу. Согласно В. И. Вернадскому, почва — это биокосное тело, состоящее одновременно из живых и косных (неорганических) тел — минералов, воды, воздуха, органических остатков.[ . ]
Таковы, например; воды, собирающиеся в дуплах или листьях, тончайшие биоценозы бактерий и воды, рассеянные в виде пленок и тонких корок, разрушающие в конце концов скалы. Такими же биокосными телами являются бесчисленные, взятые в отдельности ничтожные, но взятые в совокупности мощные геологические активные силы структуры коры выветривания (§ 51; подробнее о биосфере, см. ч. II).[ . ]
Почва является трехфазной средой, содержащей твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она формируется в результате сложных взаимодействий климата, растений, животных, микроорганизмов и рассматривается как биокосное тело, содержащее живые и неживые компоненты. В результате перемещения и превращения веществ почва обычно расчленяется на отдельные слои, или горизонты. Соотношение и протяженность горизонтов по глубине зависит от типа почвы, но самый верхний горизонт, содержащий продукты перегнивания органических веществ, является самым плодородным. Он называется гумусовым или перегнойным, имеет зернистокомковатую или слоистую структуру. Гумус представляет собой растительные и животные остатки, разложившиеся под действием микроорганизмов, разрушающие крахмал, целлюлозу, белковые соединения.[ . ]
В процессе фильтрации через почву вода выпавших на поверхность осадков очищается. Но если почва загрязнена токсическими веществами, они могут вместе с фильтрующейся водой попасть в подземные воды, и затем — в родники, реки и т.д. Вода, как биокосное, тело формируется живыми организмами.[ . ]
Тесная взаимосвязь всех составных частей природы на поверхности суши получила свое выражение в почве — особом природном образовании, состоящем из неразрывно связанных живых и неживых компонентов. Это уникальное, по выражению В. И. Вернадского, «биокосное тело» тонко реагирует на изменение природных условий, что выражается в закономерном изменении его свойств и признаков. Пользуясь научной терминологией конца XX в., можно сказать, что почва является наиболее ярким примером открытых макросистем биосферы, а почвоведение — первой наукой, которая начала систематическое изучение динамики стационарного состояния этих систем и сложного взаимодействия обратных связей в биосфере. Базируясь на принципах генетического почвоведения, можно прогнозировать свойства почвы, изучив составные части окружающей природный среды. И наоборот, на основании определения свойств почвы возможно дать характеристику природных условий. Столь высокая географическая информативность почвы обусловливает ее особо важное значение при географических исследованиях разного масштаба.[ . ]
Почвенные ресурсы. Почвы — одно из главных богатств. Основным свойством, определяющим их значимость и ценность, является способность производить урожай, т. е. плодородие. Академик В. Р. Вильямс определял почву как рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Почва является биокосным телом, образованным совместно климатическими факторами и живыми организмами в результате сложных и медленных почвообразовательных процессов.[ . ]
Почва — продукт физического, химического и биологического преобразования (выветривания) горных пород, является трехфазной средой, содержащей твердые; жидкие и газообразные компоненты. Она формируется в результате сложных взаимодействий климата, растений, животных, микроорганизмов и рассматривается как биокосное тело, содержащее живые и неживые компоненты.[ . ]
Литосфера — это «каменная оболочка Земли, верхняя часть земной коры. Рассматривая литосферу как часть биосферы, обычно в первую очередь имеют в виду ее поверхностную часть, измельченную в процессе физического, химического и биологического выветривания и содержащую помимо минерального также и органическое вещество. Эта часть литосферы представляет собой сложное биокосное тело, обладающее особыми свойствами и функциями и называемое почвой. Поэтому нередко вместо термина «литосфера» употребляется понятие педосфера (эдафосфера), означающее почвенную оболочку земной коры1.[ . ]
Установленная окончательно как особое геологическое явление Ж. Ж- Эбель-маном (1814 — 1854) в сороковых-пятидесятых годах прошлого столетия [6], кора выветривания только в последние годы начинает входить в геологическую мысль, когда встретились с ее проявлениями в прошлых геологических периодах и обратили на это внимание. К сожалению, часто забывают, что кора выветривания в химических процессах теснейшим образом связана с живым веществом, была биокосным телом, когда она создавалась и находилась в соприкосновении с тропосферой или когда она вновь, в геологической истории, приближается к земной поверхности. К сожалению, эта область химической геологии запущена.[ . ]
Наиболее важная роль в этих мифационных циклах принадлежит живым организмам, «живому веществу», как назвал суммарное количество всех живых организмов В. И. Вернадский. Живое вещество в неодинаковой мере поглощает разные химические элементы, определенным образом их сортирует и перераспределяет. Этот процесс наиболее активно протекает в почве, так как животные и растительные организмы насыщают ее, являются ее составной частью. Подчеркивая уникальность почвы, состоящей как из неживых, так и живых компонентов, В. И. Вернадский назвал почву биокосным телом.[ . ]
Наряду с атмосферой изменились гидросфера и литосфера. Изменение гидросферы тесно связано с эволюцией атмосферы, так как водный баланс водоемов зависит от режима осадков и испарения. Стала иной и литосфера. Она подверглась мощному физическому выветриванию. На литосферу оказывали влияние организмы, продукты их обмена и распада. В результате сложных процессов, протекающих в литосфере, сформировалась поверхность материков, образовались осадочные породы, почвы. Эволюция биосферы сопровождалась образованием биогенных веществ (каменного угля, горючих газов, торфа и т. д.), биокосных тел, возникших в процессе взаимодействия живой и неживой природы. Типичным биокосным телом является почва — основной объект сельскохозяйственного производства.[ . ]
Для живого вещества химически и физически связанная вода, явно не теряющая своих свойств, в каждом организме ярко проявляется как таковая. В живых организмах количество ее, за исключением инертных семян и спор, колеблется между 60 и 99,7% по весу. Эта связь организма с водой не может не учитываться. Правильно выразил это явление крупный французский биолог Р. Дюбуа (1860) в словах, что живой организм есть «aeu animée ». Можно теперь сказать, мне кажется, что справедлива поговорка старых натуралистов, например, того же Ламарка (§ 40), что «где вода, там и жизнь». Вода быстро химическими процессами, в ней происходящими, вновь сплачивает расколотые твердые части нижних геосфер. По-видимому, предел жизни в биосфере, в ее глубинах кладет высокая температура (§ 59) и переход воды в горячие пары. Вероятно, подземные воды, когда они будут изучаться более точно, окажутся биокосными телами, проникнутыми живым веществом. Это представление сейчас еще не вошло в сознание натур ал истов и может быть сейчас принимаемо как вероятная научная гипотеза, требующая проверки [II]39.[ . ]
Источник