Группировка носителей почвенной памяти (на примере северной части ареала черневых экосистем) | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 3 (15).

Группировка носителей почвенной памяти (на примере северной части ареала черневых экосистем)

Концепция памяти почв является очередным парадигмальным витком развития генетического почвоведения. Рассматриваются возможности нового информационного подхода к почвам и используемые при этом понятия. Приводится схема познавательного процесса в рамках парадигмы почвоведения В.В. Докучаева. На её основе сделана попытка определить ряд терминов, используемых в дальнейшем при группировке носителей почвенной памяти по пространственно-временным особенностям сформировавших их запись-процессов. Полученная группировка состоит из четырех уровней, разделенных на группы и подгруппы. В основу выделения уровней положены самые общие критерии, применяемые в практиках познания естественно-исторических тел. Это катастрофизм/униформизм записи; соответствие процесса современным факторным условиям либо его остаточная природа; континуально либо дискретно локализован процесс записи в пространстве либо на шкале времени. Уровень можно применить практически к любому носителю почвенной памяти, он в свою очередь включает в себя группы и подгруппы, в основе которых лежат частные критерии, уточняющие особенности носителя в пределах уровня. Все полученные единицы группировки носителей почвенной памяти снабжены примерами по северной оконечности ареала черневых экосистем.

Grouping the carriers of soil memory (the case of the northern area of chernovaya taiga).pdf С момента зарождения почвоведения центральными являются две его за-дачи. Суть первой состоит в предсказании по свойствам почв параметровфакторов почвообразования, ответственных за их формирование, второй - впредсказании строения и свойств неизвестных почв по известным факторам,что обратно первой задаче. Успехи почвоведения, в первую очередь, можнооценивать по точности решения этих задач. Длительное время в почвоведе-нии преобладали работы, решающие эти задачи с позиции актуализма, со-гласно которому почвы рассматривались как продукт современных условийпочвообразования. Однако по мере накопления материалов было установле-но, что для большинства почв наблюдается неполное соответствие междучастью свойств и современными факторами, что вылилось в развитие теорииэволюции почв.В настоящее время общепризнанно, что почвы - это полигенетичные телаприроды [1-3], несущие в себе информацию о былых и современных био-,гео-, антропосферных взаимодействиях, что теоретически наиболее полноотражено в концепции памяти почв [4]. Ниже обсуждается познавательныйпотенциал концепции, на основании чего предлагается подход к сущностнойгруппировке с использованием пространственно-временных критериев, носи-телей памяти того физического базиса, который несет информацию о совре-менных условиях и истории почвообразования.Методологические подходыО памяти почв высказываются неоднозначные мнения среди ученых. На-пример, что это понятие не привносит ничего принципиально нового. В связис этим мы решили вкратце рассмотреть некоторые методологические пре-имущества, которые оно даёт.Гносеологическая значимость концепции заключена в возможностиобобщения разнородной информации о генезисе, экологии, эволюции почв ипочвенного покрова (ПП) в рамках одной теоретической конструкции, глав-ной идеей которой является то, что любое почвенное свойство (признак, по-казатель) несёт информацию (обладает памятью) о той среде и процессах,которые его сформировали.Подход к почвам как хранилищам разнообразной информации всегда ис-пользовался на интуитивном уровне: открыто не оговаривалось, что всё мно-гообразие почвенных явлений в принципе может быть абстрактно сведено кзаписи, хранению, считыванию и удалению информации, а сама почва рас-смотрена как информационная система. Возможность такого представленияпоявилась после консолидации информационно-временных подходов изуче-ния почв под эгидой искомой концепции [4-6]. Было положено началооформлению соответствующего терминологического аппарата, позволяюще-го абстрагироваться от субстантивности явлений и более полно выявлять ихсущностные стороны.Рассмотрим последнее на примере объединения одним абстрактным тер-мином четырех разномасштабных явлений:1) Если изучать не только средние образцы иллювиальных горизонтов, нои отдельно анализировать кутаны, то можно значительно расширить генети-ческую интерпретацию почвенного профиля.2) В работе [7] введен термин «микрокатена», обозначающий ПП склоновмикрорельефа с трендовыми изменениями почвенных свойств вместо стохас-тичного их поведения в элементарных почвенных ареалах (ЭПА), что примы-кают выше и ниже к микрокатене.3) Исследователи ПП особое внимание уделяют склонам, связывающимпочвенные комбинации (ПК) автономных почв водоразделов и гетерономныепочвы долин.4) При разработке эволюционных проблем большое внимание уделялосьпочвам бореального экотона (по [8]), где были сформулированы классиче-ские гипотезы проградации подзолистых почв и деградации черноземов. По-вышенный интерес к этим явлениям различных размерных классов объясня-ется в рамках информационного подхода [9] тем, что все они: кутаны, микро-катены, склоны, зональные экотоны, относятся к поверхностям раздела, вкоторых процессы морфогенеза достигают наибольшего напряжения (фронтморфогенеза) и наиболее полно отражают изменчивость систем, в то времякак разделяемая ими внутренняя масса отвечает за наследственность, кон-сервируя остаточные свойства.Холистическое направление изучения памяти почв позволяет осознатьпочвы как информационные хранилища, которые, в отличие от осадочныхпород, содержат информацию, не осредненную по водосборному бассейну, араспределенную дискретно, в каждой точке ландшафта, где есть почвенноетело [4]. Учение о памяти почв необходимо для информатизации почвоведе-ния на генетической основе с целью наиболее полного извлечения того ко-лоссального количества потенциальной информации, что содержится в поч-вах (например, почвы местной геосистемы заключают 11 млн терабайт [9]).Благодаря ему почвоведение идёт в ногу со временем, временем парадиг-мального перехода модерна к постмодерну, в котором доминирует мозаичнаяорганизация информации.Важно понимать, что записанная в почвах информация несёт не толькопассивную роль свидетеля о прошлом, но и является мощным управляющимфактором в экосистемах и ландшафтах, предопределяющим во многом ихбудущее. Почвы, в которых физически записана информация о былых взаи-модействиях, могут рассматриваться как некие аналоги «ДНК экосистем»,детерминирующие как процесс отбора биологических видов (из общего по-тока диаспор в экосистему) в сукцессионном процессе, так и функциониро-вание экосистемы. То есть именно эдафотоп, а в конечном счете те или иныеконкретные почвенные свойства определяют те виды растений, которые бу-дут более успешны в конкурентной борьбе в пределах конкретной ПК.Так, если осуществляется трансформация коренного биоценоза (пожары32654,рубки, выпас и т.д.), то при сохранении эдафотопа запускается вторичнаясукцессия и в относительно краткие сроки через ряд серийных сообществвосстанавливается коренная экосистема. В этом случае, именно благодаряинформации, сохранившейся в почве о былой экосистеме, запускается синге-нетическая сукцессия, типичная для данных почвенных условий. Если жебудет уничтожен весь биогеоценоз, вплоть до почвообразующей породы, товначале запустится первичная сукцессия с рядом эндоэкогенетических смен,что отложит возникновение биоценоза и сингенетической сукцессии, анало-гичной той, что происходила на квазиравновесных почвах до их полногоуничтожения, на неопределенное время.При знакомстве с концепцией возникает вопрос: а зачем необходимо по-нятие «память», в чем его отличие от термина «информация»? Какие позициизанимают эти два термина в познавательной схеме почвоведения? В наиболееобщей трактовке информацию понимают как меру уменьшения неопределен-ности ситуации после поступления сообщения. То есть, по сути, это форма-лизованный сигнал, выраженный, например, в двоичной системе счислениячерез «единицы и нули». В почвоведении к информации можно отнести такРис. 1. Схема познавательного процесса в рамках докучаевской парадигмы:а - «очки» парадигмы и обслуживающих её теорий/гипотез; б - прямое влияниепарадигмальных представлений на процесс содержательной интерпретацииинформации (синтез памяти); в - косвенное влияние парадигмы на методологиюизучения (получение первичной информации) почвРис. 2. Карбонатные новообразования почв Томь-Яйского водораздела:А - околопоровые выделения на глубине 200 см (р. 24, гор. Сса);Б - окремнелый журавчик на глубине 100 см (р. 1, гор. BCca,g);В - мелкие белесые конкреции на глубине 105 см (р. 27, гор. DBTca)Группировка носителей почвенной памятиНомер группы Группыносителей Критерий выделения группы носителей Примеры носителей, встречающихсяв исследуемых почвахУровень А. Природа, характерное время твердофазной экспликации и историчность действия процессаА.I. ДальнейпамятиВ современной факторной обстановке процессыформирования отсутствуют либо крайне слабо вы-раженыСюда относятся носители, как правило, сдлинными характерными временамиА.I.1. ЛитогенныеЯвляются процессами литогенеза. Строго говоря,литогенные носители не относятся к почвеннойпамяти, но включены сюда, так как всегда описы-ваются исследователями и несут важную инфор-мациюЛессовые характеристики: геометрия поровогопространства, карбонатность, пылеватостьА.I.2. ЗахваченныеВключенные в современные почвы в виде фрагмен-тов, оставшихся от доголоценовых почв, уничто-женных в периоды активизации литогенезаПо-видимому, сюда можно отнести встре-чающиеся в BT горизонтах включения прогу-мусированного и насыщенного углями мате-риалаА.I.3.РеликтовыеСформированы былыми почвообразовательнымипроцессами, протекавшими в пределах современно-го твердофазного каркаса почвыМагистральная трещинная сеть текстурногогоризонта с частью кутан, прилегающих кВПМА.I.3.а. Стираемые Носители, находящиеся в агрессивной для них среде Карбонатные журавчики и прожилки, костипалеофауныА.I.3.б. ОбновляемыеПроцесс, ответственный за формирование, активнодействовал ранее субатлантического времени голо-цена, однако в настоящее время протекают «мимик-рирующие» под него по последствиям процессы,поддерживающие существование носителяВторые гумусовые горизонты, если принятьих генетическую трактовку как наследие кли-матического оптимума голоцена, поддержи-ваемые в настоящее время благодаря матрич-ной достройке гуминовых кислотА.I.3.в.Законсервиро-ванныеБлагодаря выходу из активной зоны почвообразова-ния могут сохраняться неопределенноНомер группы Группыносителей Критерий выделения группы носителей Примеры носителей, встречающихсяв исследуемых почвахА.II. БлижнейпамятиПроцессы, формирующие носители, соответствуютсовременным условиям и близкому к ним почвооб-разованию субатлантического времениСюда могут быть отнесены носители, имею-щие самые различные характерные времена,но с началом формирования не ранее началасубатлантического периодаА.II.1. Эфемерные Исчезают за короткий срок после исчезновенияпроцесса либо синхронны с нимРяды данных по режимным характеристикам(Eh, NH4+, температуры, параметры солевогопрофиля), опад растительностиА.II.2. Короткоживу-щиеВремена твердофазной экспликации процесса со-ставляют десятки - первую сотню лет, что делаетэту группу носителей наиболее удобной при прове-дении ретроспективного мониторинга почв [20]Гумусовые горизонты и их свойства, биотур-бационные и антропогенные нарушения.Слоистость постагрогенных горизонтов. Про-филь аморфных форм железа. Физико-химические свойстваА.II.3.Долгоживущие Времена твердофазной экспликации процесса со-ставляют более ста летПризнаки элювиально-иллювиальной диффе-ренциации по илуА.III. СквознойпамятиПроцессы, формирующие носители, действовали напротяжении большей части голоцена с той или инойстепенью интенсивности и продолжают действоватьи поныне, являясь сквозными для всего голоцена.Формирующие процессы характеризуются продол-жительными характерными временамиРазвитые кутанный комплекс, элювиальныегоризонты, профиль выщелачивания карбона-тов, почвенные комбинацииУровень Б. Особенности проявления процессов записи (и носителей соответственно) в пространствеБ.I. Континуаль-ныеПри выбранном масштабе и разрешающей способ-ности метода изучения процесс записи осуществля-ется в каждой точке («пиксель») почвенного про-странстваФизические объемные носители, протяжен-ность превышает толщину в сотни и тысячиразБ.I.1. ПредельныеПри выбранном масштабеНомер группы Группыносителей Критерий выделения группы носителей Примеры носителей, встречающихсяв исследуемых почвахБ.I.2 БеспредельныеПри выбранном масштабе изучения выдержаны впространстве и не имеют границы, характеризуясьплавными изменениями свойств и выходя за преде-лы изучаемой областиПрофиль выщелачивания, элювиальные гори-зонты, голоценовый микрорельефБ.II. ДискретныеПри выбранном масштабе процессы записи всегдаимеют локализацию, а носители представлены какточки либо линзы, пятнаФизические объемные носители, протяжен-ность превышает толщину не болеечем в 100 разБ.II.1. Закономерно-периодичныеНосители распределяются в пространстве с некимпериодом, имеющим вариативные отклоненияСеть магистральных трещин в горизонтахВТ2 и ВСБ.II.2. Случайные Случайно распределены в пространстве, чтовозможно описать и предсказать статистическиВетровальные почвенные комплексы, предель-ные структурные элементы под муравейни камиБ.II.3.Антрополо-гичные Подчинены логике антропогенеза Постагрогенные почвы, микрорельеф колеи вместах лесоразработокУровень В. Характер протекания записи во времениВ.I. Плавные При минимальном разрешении в 1 год запись наносители осуществляется постоянно во времениСюда можно отнести множество ЭПП, напри-мер гумусообразованиеВ.II. Катастрофич-ныеВ выбранном временном масштабе запись протекаетодномоментно и может активизировать запись ин-формации на плавном носителеПихтовая фитотурбация с образованием вет-ровального почвенного комплекса. Выгораниедебриса в сухой год в старовозрастном лесеВ.II.1. ПериодическиеИмпакты повторяются во времени периодически исвязаны с годичной цикличностью либо с несколькоболее длительными ритмами природыХод червя в горизонте EL. Растрескивание припросыханииВ.II.2.Эпизодические Импакты не связаны либо связаны косвеннос природной ритмикойХод крота в горизонт EL. Поступление углейпри пожареВ._._.а. повторимые Есть условия для записи аналогичной информации(копированиеП)Ветровальный почвенный комплекс в старо-возрастном лесуВ._._.б. принципиаль-но повторимыеКогда нет ограничений со стороны геогенных и био-климатогенных факторов, но существуют экоси-стемные или антропогенные ограничители протека-Морфонные ветровальные комплексы элюви-ального горизонта, корневые заклинки в почвена лесном лугуНомер группы Группыносителей Критерий выделения группы носителей Примеры носителей, встречающихсяв исследуемых почвахния процессов записи. При снятии ограничителейпроцесс записи через какое-то время восстанавлива-етсяВ._._.в. неповторимые В силу наличия непреодолимых, при свободномразвитии экосистем, запретов на записьКриогенные деформации, текстура породы,агрогенные горизонты в областях дегради-рующего земледелияГруппы «а, б, в» выделены как дополнительные к катастрофическим и плавным носителям и характеризуют принципи-альную возможность осуществимости процесса записи. В какой-то мере они перекликаются с уровнем А и могут бытькак от дальней, так и от ближней памяти. Отнесение носителей к одному из пунктов осуществляется с учетом внешнихусловий, что следует оговариватьУровень Г. Почвенная самодостаточность процесса записи носителя. Данный уровень в той или иной мере отражен в предыду-щем, однако выделен, так как позволяет уловить момент записи информации на носительГ.1 ИнситныеПроцессы, при условии наличия всех факторов поч-вообразования («в живой почве») протекающие прилюбых значениях их параметров. Эти процессыосуществляются in situ по отношению к почве, т.е.не требуют никаких дополнительных агентов извнеГумусоаккумулятивные горизонты, почвеннаяструктура, профиль выщелачивания, карбо-натный профильГ.2 ЭкзситныеПротекание запись-процесса обусловлено внешни-ми по отношению к почве условиями. Возникают непри любых значениях параметров факторов почво-образования либо могут быть с ними вообще не свя-заны. Процессы имеют ex situ причину, т.е. требуютдействия дополнительных по отношению к почвеагентовПочвенные ветровальные комплексы. Антро-погенные трансформации морфогенетическогооблика (агрогенные и постагрогенные гори-зонты, колейный микрорельеф и т.д.). Сфери-ческие магнитные частицы, тяжелые металлы,поступившие при эмиссии из антропогенныхпуловназываемый фактический материал («фактура»): физико-химические пара-метры, морфологические описания, данные о свойствах горизонтов в про-странстве, т.е. все то, что исследователь получает при первичном изучениипочв (в том числе и лабораторными методами). Сама по себе информация ненесёт смысловую нагрузку, что можно наглядно представить, если рассмот-реть следующий пример: знакомство «непочвоведа» с фактическими данны-ми о почвах, когда для неспециалиста все эти данные «всего лишь цифры»,не несущие ничего содержательного. Лишь отбор и последующая интерпре-тация в рамках определенных теоретических воззрений формируют содержа-тельные высказывания, которые и представляют собой память. То есть па-мять есть не только информация, это понятие шире и включает такжесодержательные высказывания, сделанные на основе интерпретации ин-формации в рамках принятой гипотезы (теории) и, шире, парадигмы (рис. 1,на вклейке).На основе памяти возникают новые гипотезы/теории, а также корректи-руются старые. Получается интересная циклическая схема, «замкнутыйкруг», когда не только «фактура» и память формируют гипотезы/теории, но исами гипотетико-теоретические предпосылки влияют на интерпретацию пер-вичной информации, да и на саму методологию «считывания» фактическогоматериала, а также отбор тех фактов, что в дальнейшем будут включены впроцесс анализа. При этом единственным независимым элементом здесь ос-тается парадигма, которая влияет на входящие в неё элементы, оставаясь приэтом неподконтрольной со стороны последних.Подобный познавательный «круг» приводит ряд философов к крайним по-зициям в отношении научной методологии. Так, П. Фейерабенд [10], формули-руя свой эпистемологический анархизм, показал на примерах из истории нау-ки, что парадигма возникает даже раньше, чем обнаружены соответствующиефакты действительности, которые апостериорно подбираются для доказатель-ной базы. Возможно, нечто TD.00подобное было и в почвоведениино информация переводится в память почв о био-, гео-, антропосферныхвзаимодействиях. Из сказанного следует, что понятие «память» не являетсяизбыточным, а органично встраивается в процесс познания педосферы.Сделаем попытку хотя бы предварительно дать определения некоторыхключевых терминов, часть из которых при интуитивном восприятии мыслят-ся синонимично.Носители почвенной памяти - абстрактные группы субстратных резуль-татов педогенеза, записанные в почвенном теле. Понимается несколько ширетерминов «свойства» и «параметры», так как последние скорее атрибуты но-сителей и к тому же для ряда носителей памяти их невозможно применить.Например, ареал почвы, отображенный на почвенной карте, что это: свойствоили параметр, тогда чего? почвенного покрова? Скорее так: носителями па-мяти ПП являются ареалы почв, которые в свою очередь описываются свой-ствами и параметрами. То есть носитель - это познавательная абстракция надконкретными почвенными явлениями.Запись-результаты - конкретные твердофазные продукты педогенеза(либо экзогенеза), а не их абстрактные группы. То есть то, с чего мы, исполь-зуя методологические приемы, производим считывание информации. Напри-мер, подстилочный горизонт (О) и кислая реакция среды (рН) есть носителипочвенной памяти о гумидном климате с развитием сопутствующих процес-сов образования низкомолекулярных органических кислот и образованиямор-гумуса; при этом наличие в конкретной точке значения рН = 3,5 в гори-зонте А2 и горизонте О мощностью 15 см есть запись-результат ведущейроли названных процессов. Близко понятию «носитель» и в ряде случаев мо-жет перекрываться с ним.Почвенная информация - качественно либо количественно формализован-ное значение запись-результата (значения, материал для статистики и вычис-лений).Три вышеприведенных термина традиционно выглядят синонимично всилу перекрытия семантических полей и представляются расширяющими,раскрывающими различные аспекты общего, широко используемого термина«почвенное свойство».Запись-процессы - те процессы почвообразования со свойственными иммеханизмами, что обусловливают появление запись-результатов, объединяе-мых в носители почвенной памяти.Для лучшего раскрытия соотношения этих терминов можно составить вы-сказывание: абстрактные носители почвенной памяти состоят из субстрат-ных запись-результатов, образованных путем реализации запись-процессов,и несут почвенную информацию, получаемую после реализации методологиисчитывания.Материалы и методики исследованияПопытаемся изложить пространственно-временной подход к классифика-ции носителей почвенной памяти на примере почв и ПП черневой тайгиТомь-Яйского междуречья, которое является областью сочленения Томь-Колыванской складчатой зоны и Кузнецкого Алатау. Склоны Томь-Яйскогомеждуречья заняты зональными подтаежными ландшафтами, где преобла-дающими почвами являются автоморфные серые и серые метаморфические.Почвы с EL горизонтом занимают подчиненные местоположения. Ведущимтипом растительности являются мелколиственные коротконожковые леса.При приближении к центральной области междуречья с отметками высотболее 200 м подтаежные экосистемы [11-13] сменяются темнохвойной оси-ново-пихтовой высокотравной черневой тайгой [14, 15], относящейся к се-верной части ареала черневых экосистем. Следуя за [16], черневая тайга рас-сматривается как переходная от черневых лесов («черни») к бореальной тем-нохвойной тайге. При этом для объединения этих двух понятий нами исполь-зуется термин «черневые экосистемы», под которыми понимаются все травя-ные леса гор и предгорий Юга Сибири с господством пихты в древостое и спочвами без органогенных горизонтов.ПП центральной области междуречья разделяется на два типа ПК. Первыйтип приурочен к плоским водораздельным пространствам первого и второгопорядков, где доминируют комплексы и сочетания дерново-подзолистых глу-боко- и сверхглубокоосветленных глееватых с наличием вторых гумусовыхгоризонтов и подчиненных им по микрорельефу серых, темно-серых темноку-танных и органо-аккумулятивных глееватых и глеевых почв. Второй тип ПКраспространен на водоразделах более низких порядков, расчлененных потя-жинно-лощинно-балочной сетью, и склонах долин. Преобладают дерново-сверхглубокоподзолистые почвы, а в лощинах - серые, темно-серые глееватыетемнокутанные со вторыми гумусовыми горизонтами почвы [17]. Именно вто-рой тип наиболее полно соотносится с экосистемами черневой тайги Салаира иКузнецкого Алатау [13, 15, 17]. Таежные ландшафты вершины междуречьярассматриваются как проявление первой ступени высотной зональности за счётлокальной фронтальной активности в зоне условного рельефа Кузнецкого Ала-тау, а также- как результат этого процесса, тот след, в котором запечатлена информа-ция о процессе.Запись-процесс формирует запись-результат. Процессы записи информа-ции специфичны на каждом из иерархических уровней почв. Так, в пределахгоризонтов и почвенного профиля запись осуществляется по тетраде [4]: фак-торы → процессы функционирования → элементарные почвообразователь-ные процессы (запись-процессы) → свойства. Запись-процессы можно срав-нить с «пишущими головками», ареной действия которых являются морфе-мы, морфоны, горизонты. На уровне катен в действие вступают уже ланд-шафтно-геохимические запись-процессы с ареной действия - почвенным по-кровом, а запись-результаты представлены латеральными телами.В почвоведении и смежных науках разработано много группировок и клас-сификаций для запись-процессов и запись-результатов. По причине того, чтоформирование почвенной памяти происходит на последнем этапе тетрады, когдазапись-процессы формируют запись-результаты, нами в настоящей статье пред-ложен следующий вариант группировки: запись-результаты (в виде обобщаю-щих их носителей почвенной памяти) группируются по пространственно-временным особенностям сформировавших их запись-процессов. Применениеэтого слабо разработанного подхода наиболее полно отвечает сути свойств почвкак памяти об условиях формирования. Стоит отметить, что часто для одних итех же носителей предлагаются различные механизмы формирования (например,общеизвестная дискуссия о механизмах образования вторых гумусовых горизон-тов и текстурного профиля на суглинистых породах тайги). Однако, несмотря наэто, обычно с той или иной долей точности можно говорить о принципиальныххарактеристиках процесса, поэтому для большинства носителей современныхпочв применение группировки видится возможным.Полученная группировка состоит из четырех уровней, разделенных нагруппы и подгруппы (таблица, на вклейке). В основу выделения уровней ќ nQР нщЏ 02по-ложены самые общие критерии, применяемые в практиках познания естест-венно-исторических тел. Это катастрофизм/униформизм записи (в выбран-ном временном масштабе срок действия процесса на шкале времени выгля-дит как точка либо как отрезок). Соответствие процесса современным фак-торным условиям либо его остаточная природа. Континуально либо дискрет-но локализован процесс записи в пространстве либо на шкале времени. Уро-вень можно применить практически к любому носителю почвенной памяти,он в свою очередь включает в себя группы и подгруппы, в основе которыхлежат частные критерии, уточняющие особенности носителя в пределахуровня. В итоге любой носитель может быть охарактеризован несколькимигруппами/подгруппами в пределах каждого уровня. При разработке уровня«А» мы опирались на работы [1, 4, 6 и др.]. Названия для групп либо взяты вуказанных источниках, либо приведены авторские, так как был выбран не-сколько иной принцип, положенный в основу группировки. Так как точкойопоры при разработке группировки служили данные по почвам черневой тай-ги, то вполне возможно, что, опираясь на, допустим, почвы аридного клима-та, можно было бы получить иную структуру группировки (хотя бы за счётлегкорастворимых солей).При группировке носителей необходимо выполнение двух условий:1. Выбор для рассматриваемого носителя иерархического уровня. Это не-обходимо, чтобы определить, как в выбранном масштабе предстаёт носительперед исследователем. К примеру, на горизонтном уровне глинистые кутаныпредставлены морфонами - дискретными образованиями с локализацией втрещинах. При выборе уровня почвенных комбинаций и рассмотрении авто-морфно-гидроморфных микроструктур они будут отображены в виде соот-ветствующих почвенных горизонтов, ведущих себя континуально с посте-пенными переходами. Если же выбрать уровень почвенных ландшафтов либорегиональный уровень, то почвы с глинистыми кутанами будут отображены ввиде дискретных почвенных контуров.2. Учёт масштаба действия процесса во времени. В критериях группиров-ки для этого применяется понятие твердофазной экспликации процесса, ко-торое, в отличие от характерного времени, предполагающего срок достиже-ния свойством квазиравновесного состояния с факторами [1], подразумеваетто время, за которое в твердой фазе почвы появляются вызванные протекани-ем процесса достоверно диагностируемые изменения. То есть твердофазнаяэкспликация процесса предполагает экспликационное время, величина кото-рого будет во многом определяться используемыми методами диагностики(«на глаз» либо через сканирующий электронный микроскоп) и зависеть отскорости достижения продуктом почвообразования накопления до величинчувствительности метода. Характерное время определяет тот срок, за кото-рый сформируется тот почвенный морфогенетический элемент (от морфемык ЭПА), который является равновесным пределом, достигаемым суммой на-копления остаточных продуктов функционирования рассматриваемого про-цесса (полно развитый горизонт, конкреция, кутанный комплекс, ЭПА, ПК,ПП). К примеру, твердофазная экспликация элювиально-иллювиальной диф-ференциации по илу (осветленные морфемы, белесоватая присыпка) составEEl-ляет не более 300-400 лет, а характерное время формирования горизонтаА2 - более 5 000 лет [19].После проведения группировки каждому изученному носителю можноприсвоить атрибут либо в виде описаний именами из таблицы, либо адрес-ным (кодовым) выражением, которое может быть использовано при состав-лении баз почвенных данных. Приведем группировку носителей почвеннойпамяти на примере карбонатных новообразований, имеющих широкое рас-пространение в черневой тайге вершины Томь-Яйского междуречья. Из всехизученных новообразований в рассматриваемых почвах к наиболее глубокозалегающим относятся карбонатные, в целом не являющиеся облигатнымидля черневых экосистем. Так, в почвах Салаирского кряжа они вскрываютсяна глубинах 2-3 м, где представлены равномерно рассеянным по всему гори-зонту кальцитом, зерна которого мелкие [21, 22], в Кузнецком Алатау и Гор-ной Шории наличие карбонатного горизонта для почв не характерно [23].На основании работ [3, 23, 24] и наших наблюдений сделан вывод о том,что отсутствие карбонатов в глубоких горизонтах части ареала черневых эко-систем обусловлено по большей части не их выщелачиванием, а почвообра-зованием на исходно бескарбонатном материале покровной глины, пере-крывшей карбонатные отложения на рубеже голоцена и плейстоцена. Происхо-ждение покровных бескарбонатных глин представляется эоловым, в то время каклежащие ниже карбонатные глины могли формироваться и в аквальной обста-новке. Таким образом, бескарбонатную толщу нельзя рассматривать как зонуголоценового выщелачивания, она намного меньше и по нашим наблюдениямсоставляет от 15-20 см в условиях рассеивающих крутых склонов, до 60 см иболее - на собирающих склонах и в ложбинах. Такая незначительная мощностьзоны выщелачивания объясняется тем, что доступ почвенных растворов тре-щинной сети карбонатного горизонта к карбонатам внутрипедной массы блоки-руется кутанами. По кутанам магистральных трещин области выщелачиванияпроникают намного глубже, вплоть до глубин 40 см вглубь карбонатного гори-зонта, т.е. в верхней части карбонатного горизонта проявляются резкие геохими-ческие различия между внутрипедной массой и поверхностями раздела.На вершине Томь-Яйского междуречья, кроме рассеянного кальцита, об-наружены две формы карбонатных новообразований (рис. 2, на вклейке):1) Карбонатные прожилки и околопоровое окарбоначивание (рис. 2, А, навклейке). Типичный для почв водораздела тип новообразований. Количествоих невелико, а образование свидетельствует о былом испарении растворов изВПМ в поры. Стенки пор с околопоровыми карбонатами покрыты тонкойглинистой кутаной, свидетельствующей об остаточной природе выделений.2) Конкреционные формы (журавчики, нодули). Редкая форма новообра-зования. Встречаются на плоских останцовых водоразделах и в почвах верх-них сегментов южных склонов средней крутизны балочной сети, реже насклонах северной экспозиции (см. рис. 2, Б, В, на вклейке).Проведем группировку карбонатных носителей памяти почв для трех ие-рархических уровней.При рассмотрении автоморфно-полугидроморфных микроструктур в пре-делах элементов почвенных ландшафтов (термин по [25]) необходимо опери-ровать таким носителем, как карбонатные горизонты, которые имеют сле-дующий код: А.I.(1.+3.)(а.+в.)-Б.I.1.-В.I.в.-Г.2. Это в генетическом прочте-нии говорит о формировании карбонатных горизонтов на былых этапах лито-генеза и почвообразования в условиях площадной аккумуляции с привносомсоответствующего материала извне. В настоящее время карбонаты этих гори-зонтов подвергаются тотальной стирающей эволюции и их накопление ужене может осуществляться в пределах почвенного профиля.На горизонтном и морфонном уровнях выявляются, кроме сплошной про-питки, карбонатные новообразования, распределенные дискретно в формепрожилок и журавчиков, причем последние приурочены к участкам плоскогорельефа либо палеоложбин, ныне прорезанных балками. Цифровой код дляновообразований будет следующим: А.I.3.(а.+в.)-Б.II.(1.+2.)-В.I.в.-Г.1. Из-менения кода произошли на уровнях А, Б и Г, что с генетических позицийговорит о том, что прожилки и журавчики являются реликтовыми носителя-ми памяти, распределенными в пространстве дискретно: прожилки - законо-мерно, будучи приурочены к порам, а журавчики - случайно, не имея строгойпривязки в пределах горизонта. Формирование их происходило плавно, дляосуществления записи не требовалось условий ex situ, т.е. большую роль вформировании карбонатов играло постлитогенное гидрогенное перераспре-деление карбонатов (первоначальный литогенный пул карбонатов был под-вергнут гипергенной модуляции в соответствии с рельефом).Если рассмотреть на уровне почвенных комбинаций конкреционно-карбонатные почвы, то код будет иметь следующий вид: А.I.3.а.-Б.II.1.-В.I.в.-Г.1. Изменения свидетельствуют, что формирование конкреций былоприурочено к почвенным комбинациям плоских водоразделов либо ложби-нам древней гидросети, по которым ныне сформировались балки.Рассмотрев карбонатные носители памяти почв, можно предложить гипо-тезу, согласно которой ландшафты северной части ареала черневых экоси-стем прошли одну либо две стадии (например, дополняя друг друга во време-ни) накопления лессовидных глин и карбонатов в ландшафте. Стадии моглибыть следующими:1) аридного педокосма с накоплением карбонатов в результате выветри-вания пород аквального/субаэрального седиментогенеза (почвенная теорияоблессовывания) либо поступления эоловой карбонатизированной пыли;2) аквального лито/педогенеза с возможной карбонатизацией осадков.Стадии либо сменяли друг друга, либо имела место одна из них, но предпола-гающая и аккумуляцию осадка, и его карбонатизацию. Уже после этого наступилпредголоцен-голоценовый этап модуляции карбонатного пула в условиях слабо-расчлененного рельефа и погребения бескарбонатным материалом, скорее всего,эолового происхождения. С повышением абсолютных высот к югу (КузнецкийАлатау) карбонатные горизонты исчезают, видимо, не формировались там ранее икриостепи/аквальные обстановки карбонатного седиментогенеза.ЗаключениеРазработанная группировка может иметь различное применение, так как по-зволяет разносторонне оценить почвенные явления по степени их пригодности котражению динамики как самих почв, так и формирующих их почвообразовате-лей. Это может быть полезным при выборе системы показателей мониторингапочвенных объектов, когда, исходя из целей, можно выбрать носители памяти,адекватно отражающие пространственно-временные порядки изменчивости поч-венных систем. Также группировка может найти применение при проведениигенетических исследований, особенно в ландшафтах с полигенетичными почва-ми и активной современной трансформацией. В таких случаях исследовательимеет дело со множеством разнообразного материала, который необходимосравнивать, соотносить, а предложенная группировка позволит объединить ведином ключе разнообразные почвенные свойства и явления различных времен-ных (по характерным временам) и иерархических порядков, тем самым упростивзадачу анализа с позиций концепции памяти почв.

Ключевые слова

carriers of soil memory, evolution and monitoring, soil memory, носители почвенной памяти, эволюция и мониторинг почв, почвенная память

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Герасько Людмила ИвановнаНациональный исследовательский Томский государственный университеткандидат биологических наук, доцент кафедры почвоведения и экологии почв Биологического институтаs.loyko@yandex.ru
Кулижский Сергей ПавлиновичНациональный исследовательский Томский государственный университетдоктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой почвоведения и экологии почв, директор Биологического институтаsoil@mail.tsu.ru
Лойко Сергей ВасильевичНациональный исследовательский Томский государственный университетаспирант кафедры почвоведения и экологии почв Биологического институтаs.loyko@yandex.ru
Всего: 3

Ссылки

Добродеев О.П. Состав и происхождение покровных глин Саяна и Кузнецкого Алатау // Вестник МГУ. Сер. Геогр. 1965. № 4. С. 33-40.
Иванов И.В. Соотношение уровней структурной, процессной и временной организации почвенных систем (опыт рассмотрения) // Эволюция почвенного покрова. История идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы. Пущино : ИФХиБПП РАН, 2009. С. 21-23.
Петров Б.Ф. Древняя кора выветривания и послетретичные отложения западной части Кузнецкого Алатау (Горная Шория) // Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. Исследования по вопросам генезиса почв. 1939. Т. XIX, вып. 2. С. 3-37.
Ковалев Р.В., Корсунов В.М., Шоба В.Н. Процессы и продукты почвообразования в темнохвойных лесах. Новосибирск : Наука, 1981. 153 с.
Корсунов В.М. Генетические особенности глубокоподзолистых почв черневой тайги Салаира и некоторые элементы современного почвообразования // Лесные почвы горного окаймления юго-востока Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1974. С. 133-192.
Хитров Н.Б. Подход к ретроспективной оценке изменения состояния почв // Почвоведение. 2008. № 8. С. 899-912.
Махонина Г.И., Коркина И.Н. Формирование подзолистых почв на археологических памятниках в Западной Сибири. Екатеринбург : Академкнига, 2002. 264 с.
Лойко С.В. Географические особенности почв черневой тайги // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове. Томск : ТМЛ-Пресс, 2010. Т. 1. 320 с.
Лойко С.В., Герасько Л.И. Факторы дифференциации и компонентный состав почвенного покрова таежных экосистем Томь-Яйского междуречья // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2009. № 1(5). С. 63-70.
Назимова Д.И., Пономарев Е.И., Степанов Н.В., Федотова Е.В. Черневые темнохвойные леса на юге Красноярского края и проблемы их обзорного картографирования // Лесоведение. 2005. № 1. С. 12-18.
Гаджиев И.М., Дюкарев А.Г. О своеобразии почв черневой тайги Томь-Яйского водораздела // География, плодородиеяя pСяЁoY, бонитировка почв Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1984. С. 56-79.
Лебков В.Ф., Кузьмичев В.В., Филиппова О.Д. Изучение и оценка динамики пихтово- осиновых древостоев черневой тайги // Совершенствование методов и устройства лесов Сибири. М. : Наука, 1967. С. 84-105.
Лойко С.В., Герасько Л.И., Куликова О.Р. Сукцессии растительности на дерново- подзолистых почвах подтайги Томь-Яйского междуречья // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2010. № 4(12). С. 32-43.
Герасько Л.И., Аникеева С.А. Компоненты почвенного покрова подтайги Притомья: основные параметры, функционирование, систематика // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 314. С. 187-193.
Фейерабенд П. Против метода. Очерк анархистской теории познания. М. : АСТ, Хранитель, 2007. 413 с.
Герасько Л.И. Подтайга Западной Сибири: ландшафтно-динамические аспекты // Сибирский экологический журнал. 2007. № 5. С. 719-724.
Козловский Ф.И., Горячкин С.В. Почва как зеркало ландшафта и концепция информационной структуры почвенного покрова // Почвоведение. 1996. № 3. С. 288-297.
Коломыц Э.Г. Бореальный экотон и географическая зональность. М. : Наука, 2005. 390 с.
Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Герасимова М.И. Географические аспекты почвенной памяти в мезоморфных почвах некоторых регионов Евразии // Почвоведение. 2002. № 1. С. 36-48.
Годельман Я.М. Неоднородность почвенного покрова и использование земель. М.: Нау- ка, 1981. 200 с.
Память почв: Почвы как отражение биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. М. : Изд-во ЛКИ, 2008. 692 с.
Соколов И.А., Таргульян В.О. Взаимодействие почвы и среды: почва-память и почва- момент // Изучение и освоение природной среды. М. : Наука, 1976. С. 150-164.
Воробьева Г.А. Почва как летопись природных событий Прибайкалья: проблемы эволюции и классификации почв. Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2010. С. 54-60.
Александровский А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. М. : Наука, 2005. 223 с.
Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск : Гуманитарные технологии, 2004. 288 с.
 Группировка носителей почвенной памяти (на примере северной части ареала черневых экосистем) | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 3 (15).

Группировка носителей почвенной памяти (на примере северной части ареала черневых экосистем) | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 3 (15).

Полнотекстовая версия