Экология почв

Экология почв или интегральная экология почв-междисциплинарное научное направление, изучающее весь спектр участия различных факторов почвообразования в формировании, динамике и эволюции почв и всю совокупность экологических функций почв с ответным воздействием на почвообразователи и поддержанием их функционирования и развития. А также разрабатываемое на их основе учение о сохранении почв.

Понятие « экология почв» давно используется почвоведами и другими специалистами. Он краток и ясен, что облегчает междисциплинарные контакты и взаимосвязи науки о почве. Долгое время оно ассоциировалось с учением о факторах почвообразования и освещалось в изданиях по географии почв и общему почвоведению, однако в последние десятилетия в связи с разработкой нового междисциплинарного направления — учения о экологических функциях почв, активно изменяющих сами почвообразующие факторы, — появилась необходимость в расширении понятия экологии почв и объединении под его эгидой обоих названий. В настоящее время термин экология почти всегда сопрягается с проблемами охраны окружающей среды как сложной планетарной системы. Таким образом, суммарно экология почв (интегральная экология почв) оказывается состоящей из трех взаимосвязанных блоков — учения о факторах почвообразования (факторная экология или собственно экология почв), учения о почвенных экофункциях и учения сохранении почв как незаменимого компонента биосферы.

↑Основные направления и задачи экологии почв

К числу важнейших актуальных направлений исследования в почвоведении и экологии почв относятся и работы по биогеоценотическим и глобальным функциям почв, имеющие принципиальное значение не только для дальнейшего развития науки о почве, но и для всесторонней разработки учения о взаимосвязи и динамике приповерхностных геосфер, а также создания научно обоснованной системы рационального использования и охраны природных ресурсов.

Разработка проблемы экологических функций почв заставляет по-новому переосмыслить учение о факторах почвообразования и наполнить принципиально новым содержанием понятие " экология почв". Она перспективна также в плане единого осмысления накопленной в почвоведении и смежных с ним науках природоведческой информации с целью всестороннего понимания уже имеющихся фактов и открытия новых неизученных процессов и явлений в геосферах и экосистемах. Для данной цели проблема экологических функций почв может выступать как руководящая идея последующих конкретных исследований.

Анализ функций почв в экосистемах и биосфере позволяет поставить исследования взаимодействий почв и факторов среды в качестве особой проблемы и вести ее разработку на уровне изучения не только прямой, но и обратной связи. Исследуя общую экологическую роль почв и различные виды их влияния на атмосферные, гидрологические, биотические и другие компоненты экосистем биосферы, мы тем самым изучаем ответное воздействие самой почвы на факторы почвообразования. Однако проблема экологических функций почв шире и глубже анализа обратной связи в системе почва—факторы. Данная проблема охватывает дополнительный ряд не менее важных вопросов, касающихся, в частности, изучения внутренней жизни и функционирования почвенных систем в их взаимодействии со всеми звеньями природных комплексов.

Находясь в центре соприкосновения и взаимодействия всех приповерхностных геосфер Земли, почва оказалась планетарным узлом экологических связей с многочисленными глобальными функциями, деградация которых чревата для цивилизации самыми тяжелыми последствиями.

Научные основы сохранения почв возникли как продолжение учения о экологических функциях почв, но имеют существенное отличие от охраны почв в традиционном ее понимании. Это отличие заключается в более широком функционально-экологическом подходе к проблеме сбережения почв и почвенного покрова. Если раньше охрана почв сводилась в основном к защите их от факторов разрушения (эрозии, дефляции, химического загрязнения и др.), то теперь она рассматривается лишь как важнейшая часть полнокомплексной системы сбережения почв в полном объеме.

В данной системе выделяются самостоятельные равноправные блоки. Прежде всего это защита почв от прямого уничтожения и полной гибели, что предполагает ограничение отведения новых земель для строительства различных объектов, а также разрушающих военных испытаний и свалок, ограничение и запрещение открытых разработок полезных ископаемых, максимальное использование для промышленных и других объектов ранее выведенных их биосферы территорий и их участков. Другие блоки почвосохранения включают в себя защиту освоенных почв от качественной деградации, предотвращение негативных структурно-функциональных изменений освоенных почв, восстановление деградированных освоенных почв, сохранение и восстановление естественных почв как компонента биосферы.

Указанный почвоохранный функционально-экологический биосферный подход, вытекающий из учения о почвенных экофункциях, знаменует собой важный прорыв в интеграции не только концептуального, но и прикладного знания и заставляет по-новому оценить всю природоохранную проблематику, поскольку в ней в связи с реализацией данного подхода появилась в качестве важнейшей составляющей особая охрана и Красная книга почв.

Отставание развития особой охраны почв обусловлено рядом причин и прежде всего преобладанием утилитарной трактовки почвы в основном как объекта сельскохозяйственного процесса, главное назначение которого — получение урожая за счет обеспечения растений почвенными питательными веществами. Но начиная с 70-х годов такое понимание почвы не могло считаться удовлетворительным в связи с выходом публикаций по биогеоценотическим и биосферным функциям почв.

В табл. 1 рассмотрены основные направления и задачи развития экологии почв[1].

Таблица 1.

Актуальные проблемы развития интегральной экологии почв.

↑Истоки возникновения экологии почв

Становление почвоведения как самостоятельной отрасли естествознания связано с именами великого русского естествоиспытателя Василия Васильевича Докучаева и его последователей как в России, так и за рубежом. Докучаеву прежде всего удалось разрешить возникшие к XIX в. глубокие противоречия в изучении почвы. Сущность этих противоречий заключалась в первую очередь в стремлении объяснить сложность почвообразовательного процесса и совокупность свойств и признаков почвы с позиций какой-либо одной науки: агрохимии, агрономии, геологии. Находясь на таких позициях, ученые правильно объясняли какую-либо одну особенность почвы, подмеченную опытным путем, но неизбежно впадали в заблуждение, когда переходили к общей трактовке почвы и определению перспектив ее исследования.

В.В. Докучаев дал принципиально новое решение данной проблемы, суть которого состояла в трактовке почвы как особого, постоянно развивающегося, естественно-исторического тела со своими законами развития и изменения ¾ результата взаимодействия факторов почвообразования, что предполагало необходимость новой самостоятельной науки со своими методами исследований, а также организационную структуру, предусматривающую подготовку специальных кадров, наличие печатного органа и др.

Молодое генетическое почвоведение в процессе роста постепенно аккумулировало не только знания о почве, накопленные в смежных науках, но и стремилось включить в свою структуру определенные их разделы, ориентируясь на их задачи и методологию. В результате специальные исследования по почвам стали осуществляться на качественно новом значительно более высоком уровне благодаря чему в течение первой половины XXв. обособляются минералогия, физика, биология, география почв и прикладные направления почвоведения. Внутренняя дифференциация почвоведения происходила неравномерно и в различных странах имела свою специфику. Она продолжается и до сих пор. Несмотря на сложность данного процесса, можно отметить следующую характерную особенность: пограничные разделы между почвоведением и другими естественными науками после включения их в сферу почвоведения увеличивали вклад в объективное познание почвы. Данное обстоятельство имело важное значение для почвоведения и позволило ему успешно развиваться в фундаментальную науку с достаточно сложной внутренней структурой. При этом происходит процесс обратного благотворного воздействия почвоведения на науки, являющиеся основополагающими для отдельных его разделов. Так, общепризнано влияние учения В.В. Докучаева о природном комплексе и природной зональности на развитие ряда естественных наук: физической географии, геоботаники и зоогеографии, лесоведения, геологии, геохимии и др. Так почвовед Б.Б. Полынов — основоположник нового научного направления — геохимии ландшафта.

Особо следует сказать о влиянии на естествознание целостного динамического подхода, развитого В.И. Вернадским. Этот подход прежде всего сложился под влиянием В.В. Докучаева и его учения о природном комплексе и почве как особом естественно-историческом, постоянно развивающемся теле — зеркале природы. В.И. Вернадский воспринял научную методологию своего учителя и творчески ею пользовался на протяжении всей жизни. В значительной мере благодаря Докучаеву стремление к целостному рассмотрению природы во всех ее связях и взаимодействиях стало проявляться у Вернадского. Очень рано целостный подход к исследуемым объектам становится доминирующим в творческом методе Вернадского.

Говоря о достижении последокучаевского периода развития почвоведения в целом, можно отметить, что он характеризовался прогрессом прежде всего аналитических исследований, много давших для расширения структуры и внутренней дифференциации науки о почве. Однако на фоне общего прогрессивного развития почвоведения стало намечаться ослабление его связей с некоторыми родственными науками, что породило ряд проблем и дискуссионных вопросов, многие из которых продолжают сохранять свою злободневность до настоящего времени. Это относится прежде всего к проблеме изучения функций почв в биогеоценозах и геосферах, которая долгое время существовала лишь на уровне высказывания отдельных идей и соображений и не разрабатывалась как самостоятельная крупная и комплексная проблема.

Хотя в почвоведении широко используется словосочетание "взаимодействие факторов почвообразования и почвы" и давно существует самостоятельное учение о факторах, их взаимодействие (взаимовлияние) долгие годы специально не исследовалось. Взаимодействие, предполагающее обязательное наличие прямой и обратной связи, изучалось лишь с одной стороны — влияния факторов (климата, растительности, животных, породы и др.) на почву. Обратное ответное действие самой почвы на всю совокупность влияющих на нее компонентов среды сколько-нибудь комплексно не исследовалось. Работы в данном направлении велись разрозненно и в основном касались роли почв в жизни растений[2].

Сложность успешной разработки проблемы экологических функций почв также обусловлена запоздалым развитием самой экологии и трудным, противоречивым внедрением ее идей и подходов в смежные науки. Почвоведение здесь не являлось исключением. Хотя термины " экология почв" и "педоэкология" использовались уже давно в отечественном почвоведении (Прасолов Л. И., 1918; Афанасьев, 1927; Герасимов, 1947; и др.), специальные работы по данному вопросу появились значительно позже. В 1963 г. вышла в свет монография В.Р. Волобуева « Экология почв», которая обострила интерес к экологическим проблемам в почвоведении, однако долгое время они не получали специального развития. Одна из причин этого заключается в том, что правомочность понятия " экология почв", отождествляемого рядом почвоведов с учением о факторах почвообразования, стала оспариваться. Основной контраргумент состоял в том, что почва — не живой организм, а потому словосочетание " экология почв" бессмысленно. Это на первый взгляд формально допустимое возражение затормозило разработку экологических проблем в почвоведении. В дальнейшем терминологические трудности были разрешены после введения кроме экологии почв других дополнительных понятий — "почвенной экологии" и "экологического почвоведения". Термин " экология почв" все чаще стал признаваться вполне допустимым; появились предложения рассматривать экологию почв как особый раздел почвоведения.

При рассмотрении вопросов развития исследований экологического значения почв в рамках современного почвоведения выделяется несколько этапов в становлении проблемы функций почв в биосфере и экосистемах. Впервые на данную проблему указал В.А. Ковда в книге « Основы учения о почвах» (1973). В ней имеется раздел « Роль почвенного покрова в жизни Земли», где выделяются небольшие подразделы, компактно характеризующие влияние почвенного покрова на атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу в целом. Хотя термин "функция" в этих подразделах не употребляется, в них, по существу, отчетливо обозначена важнейшая составная часть рассматриваемой проблемы — общие представления о роли почвенного покрова в биосфере.

В 80-е годы XXв. роль почвенного покрова в биосфере разрабатывается Г.В. Добровольским с соавторами. В эти же годы разрабатывается проблема функций почв в наземных экосистемах (биогеоценозах). Никитин (1977) впервые приводит классификацию биогеоценотических функций почв, которая в дальнейшем развивается в работах Л.О. Карпачевского, С.В. Зонна и др.

Одновременно осуществляется синтез двух важнейших составляющих проблемы экологических функций почв — теоретическое обобщение материалов, характеризующих две категории почвенных функций — биогеоценотические (экосистемные) и глобальные (биосферные). Данный синтез на уровне более глубокой проработки проблемы осуществлен Г. В. Добровольским и Е.Д. Никитиным. В настоящее время среди почвоведов развернулось активное движение по созданию Красной книги почв (пока еще на региональном уровне).

↑Рекомендуемая литература

Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. (2006) Экология почв.Учение об экологических функциях почв.

Добровольский Г.В. Никитин Е.Д. (1990) Функции почв в биосфере и экомсистемах.

Добровольский Г.В., Урусевская (1984) География почв

Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. (1986) Экологические функции почвы