Почвообразование

Почвообразование – это сложный природный процесс образования почвы из горной породы под воздействием факторов почвообразования в природных или антропогенных экосистемах Земли.

Почвообразование является специфическим биосферным процессом, и в результате его проявления почва приобретает ряд специфических черт, отсутствующих в почвообразующей породе и отличающих почву от всех других компонентов биосферы. К числу наиболее существенных черт такого рода относится наличие в почве в тех или иных количествах специфического органического вещества – почвенного гумуса, которого нет в почвообразующей породе и появление которого в почве является результатом почвообразовательного процесса. С накоплением гумуса связано накопление в почве одного из важнейших биофильных элементов – азота, который также отсутствует в почвообразующей породе. В результате почвообразования почва приобретает специфическое строение. Почвенный профиль представляет собой систему горизонтов, более или менее параллельных дневной поверхности, формирование которых обусловлено почвообразованием.

↑Факторы почвообразования

Почвообразовательный процесс протекает под влиянием внешних по отношению к почве природных условий – факторов почвообразования. Вслед за основателем почвоведения В. В. Докучаевым выделяют пять факторов почвообразования: климат, рельеф, горные породы, организмы, время. Каждый из факторов оказывает свое специфическое влияние на почвообразование, без участия какого-либо из них почвообразование невозможно. В этом смысле все факторы являются равнозначными и незаменимыми.

Климатический фактор определяет обеспеченность почвообразования влагой (атмосферные осадки) и энергией (солнечная радиация). Именно эти условия в большой степени определяют интенсивность протекающих в почве процессов. Известное правило Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на 10 градусов скорость реакции увеличивается в 2-4 раза, справедливо, естественно, и для почвенных процессов. Благоприятные гидротермические условия влияют на сообщества растительных и животных организмов, увеличивая их продуктивность, что в конечном итоге также влияет на интенсивность почвообразования.

Рельеф оказывает влияние на почвообразование как непосредственным образом, обусловливая перемещение почвенных масс по склону в результате эрозионно-аккумулятивных процессов, так и опосредованно, перераспределяя своими элементами тепло и влагу и формируя тем самым своеобразные климатические условия.

Почвообразующая порода, которую иногда называют материнской, является той основой, на которой и из которой формируется почва. Минеральная часть в подавляющем большинстве почв составляет более 90 %, а чаще более 95 % почвенной массы. Поэтому именно порода определяет химический, минералогический, гранулометрический состав почв. Порода в значительной степени определяет скорость почвообразования. Так, на лессовых отложениях при идентичности прочих условий эта скорость будет значительно выше, нежели на песках, так же как на элювии базальтов почвы будут формироваться значительно быстрее, чем на элювии гранитов.

Функции организмов в почвообразовании весьма обширны и разнообразны. Почвообразование является биогенным процессом, и оно начинается с момента поселения живых организмов на массивно-кристаллических или осадочных породах. Организмы являются единственным источником органического вещества, которое служит материалом для образования почвенного гумуса. Другая важная функция организмов базируется на способности живого вещества к избирательному поглощению элементов. Благодаря этому фундаментальному свойству организмы в существенной степени определяют химический состав почв.

↑Стадии почвообразования и эволюция почв

В процессе почвообразования каждая почва проходит ряд последовательных стадий, направление, длительность и интенсивность которых определяются конкретным комплексом факторов почвообразования в каждой конкретной точке Земли.

Стадия начального почвообразования характеризуется тем, что свойства почвенного тела, характерные для развитых почв, еще не сформировались. Мощность почвенного профиля невелика (обычно несколько сантиметров), а сам профиль слабо дифференцирован на горизонты и их число невелико. В слабой степени выражена аккумуляция биофильных элементов.

Начальное почвообразование сменяется стадией развития почвы, которая протекает с нарастающей интенсивностью, охватывая все большую толщу почвообразующей породы. Эта стадия продолжается до формирования зрелой почвы с характерным для нее профилем и комплексом свойств. К концу стадии развития почва приходит в состояние равновесия с комплексом факторов почвообразования. Это соответствует началу третьей стадии – стадии равновесия, продолжительность которой может быть неопределенно долгой. В стадии равновесия поддерживается более или менее постоянное динамическое равновесие между почвой и средой, т.е. существующими факторами почвообразования.

На каком-то этапе существования почвы стадия равновесия сменяется стадией эволюции почвы в результате саморазвития экосистемы, одним из компонентов которой является почва, либо под влиянием изменения одного или нескольких факторов почвообразования – климата, растительности, характера грунтового увлажнения, под влиянием орошения или осушения и т.д. Стадия эволюции может быть сопоставлена со стадией развития почвы. Ее итогом является новая стадия равновесия, которой соответствует новая почва с новым профилем и новым комплексом свойств. Примером эволюции почв может служить образование луговой почвы из болотной при обсыхании территории. В случае эволюции почва образуется не непосредственно из почвообразующей породы, а из предшествующей почвы. Таких эволюционных смен почвообразования на одном субстрате может быть несколько, и надо сказать, что для большинства почв земного шара характерна именно такая сложная история развития. Подобные почвы называют полигенетичными. В профиле таких почв часто можно встретить унаследованные от прошлых стадий реликтовые признаки, не связанные с современным этапом почвообразования.

↑Баланс почвообразования

В процессе почвообразования происходит изменение химического состава почвообразующей породы. Из охваченной почвообразованием толщи одни вещества выносятся, а другие аккумулируются. Накопление вещества при почвообразовании происходит за счет поступления в почву органического вещества растительных и животных остатков, а также из гидросферы (легкорастворимые соли, гипс, карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, соединения железа, кремнезем, поступающие из грунтовых вод) и атмосферы (пылевые частицы различного размера и состава, соединения, содержащиеся в растворенном виде в атмосферных осадках). Вынос вещества из почвы может происходить с нисходящими и боковыми токами воды в почве, сносом почвенных частиц с поверхности почвы водными и ветровыми потоками. Соотношение аккумуляции и выноса вещества определяет баланс почвообразования.

↑Типы почвообразования и элементарные почвообразовательные процессы

Почвообразовательный процесс на поверхности земли протекает под влиянием огромного разнообразия сочетаний факторов почвообразования, что приводит к разнообразию типов почвообразования и соответствующих им почв. В то же время в различных почвах повторяются одни и те же процессы, однокачественные по существу, но различающиеся по интенсивности и в деталях своего проявления. Примером таких процессов может служить накопление в почве гумуса (гумусонакопление), проявляющееся во всех почвах, хотя и на разных качественном и количественном уровнях. Другим примером может служить процесс рассоления – вынос нисходящими токами воды легкорастворимых солей из профиля изначально засоленной почвы. Важно подчеркнуть, что эти процессы являются специфическими почвенными процессами.

Такие общие для разных типов почвообразования процессы получили название элементарных почвообразовательных процессов (ЭПП). Эти процессы являются довольно сложными по своей природе, и понятие «элементарный» не следует трактовать буквально. Список этих процессов в настоящее время нельзя считать завершенным, как нельзя считать полностью установленными методологию и критерии их выделения. Однако сам принцип расчленения общего процесса почвообразования на составляющие является вполне правомерным и перспективным. В настоящее время выделено несколько десятков элементарных почвообразовательных процессов. Все их многообразие разделено на несколько групп по балансу вещества, определяемого этими процессами, и по качественному составу соединений, являющихся результатом проявления этих процессов.

• Биогенно-аккумулятивные ЭПП. Группа процессов, сопровождающихся накоплением в верхней части почвенного профиля органических (и других) веществ при непосредственном участии организмов.
• Гидрогенно-аккумулятивные ЭПП. Группа процессов накопления веществ в почвенном профиле, поступающих из грунтовых вод.
• Меиаморфические ЭПП. Группа процессов трансформации минералов почвы на месте без выноса или поступления из других частей профиля.
• Элювиальные ЭПП. Группа процессов разрушения или преобразования почвенного материала с последующим выносом продуктов разрушения или трансформации за пределы элювиального горизонта.
• Иллювиально-аккумулятивные ЭПП. Группа процессов аккумуляции вещества, вынесенного из элювиального горизонта, в нижележащей части почвенного профиля. 
• Педотурбационные ЭПП. Группа процессов перемешивания почвенной массы под влиянием различных факторов – как природных, так и антропогенных.
• Деструкционные ЭПП. Группа процессов, ведущих к физическому разрушению почвы.