1 - Новосибирский государственный университет

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Новосибирский национальный исследовательский
государственный университет»
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН НГУ, профессор
_____________ Резников В.А.
«____»______________ 2014 г.
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ
Курс 1-й, 1-й семестр
Учебный курс
М.3 — ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ
(Вариативная часть, дисциплины по выбору)
Направление подготовки
020400.65 — Биология
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
Очная
Новосибирск
2014
1
Учебный курс предназначен для магистрантов 1-го курса Факультета
естественных наук, обучающихся по направлению 020400 «Биология» и
специализирующихся в области экологии и биологического разнообразия.
В состав методических материалов включены: программа курса лекций,
перечень основных понятий предмета, структура курса, задания для
самостоятельной работы, список литературы. Приведены образцы
вопросов билетов для экзамена.
Составитель:
М. И. Дергачева, д.б.н., проф.
© Новосибирский государственный
университет, 2014
2
Содержание
Аннотация рабочей программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Цели освоения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4. Структура и содержание дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Программа курса лекций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5. Образовательные технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
обучающегося . Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины . . . . . . . . . 13
Примерные задания и вопросы для самостоятельной работы . . . . . 13
Образцы вопросов для текущего контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
Справочные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Образцы вопросов, включенных в экзаменационные билеты . . . . . 30
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины . . 30
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . 31
3
Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Экология почв» входит в состав вариативной части
(дисциплины по выбору) профессионального цикла направления 020400
"Биология (магистры)". Дисциплина реализуется на Факультете
естественных наук Федерального государственного автономного
образовательного учреждения высшего образования «Новосибирский
национальный
исследовательский
государственный
университет»
кафедрой общей биологии и экологии.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с
общими законами экологии и почвоведения и с экологией почв — новой
теоретической науки биосферного класса.
Дисциплина нацелена на формирование профессиональных
компетенций ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12 выпускника.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы
организации учебного процесса: лекции, самостоятельная работа студента.
Формы рубежного контроля определяются решениями Ученого
совета, действующими в течение текущего учебного года. Промежуточный
контроль – экзамен.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы,
108 академических часов. Программой дисциплины предусмотрены 30
часов лекций, 42 часа самостоятельной работы студентов.
УМК "Экология почв" составлен в соответствии с требованиями
действующих образовательных стандартов к обязательному минимуму
содержания и уровню подготовки магистров направления «Биология»,
специализирующихся в области экологии и биологического разнообразия.
На основе отдельных блоков УМК могут быть сформированы
оригинальные курсы для решения конкретных задач подготовки
специалистов того или иного направления.
УМК также может быть использован для обучения студентов,
магистрантов и аспирантов и знакомит с основными аспектами экологии
почв. Основной целью освоения включенных в состав УМК дисциплин
является формирование у будущих исследователей современных
интегрированных представлений об экологии почв и почвах как
компоненте биосферы. УМК также может быть использован в системе
дополнительного профессионального образования.
4
1. Цели освоения дисциплины
Основной целью освоения дисциплины является формирование
у
обучающихся знаний по основным вопросам экологии почв как новой
теоретической науки биосферного класса, научить использовать их при
решении прикладных вопросов охраны и рационального использования
земельных ресурсов, а также при прогнозировании влияния хозяйственной
деятельности человека на биосферу.
Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса
— дать представление о возникновении почвы как естественноисторического тела в процессе становления биосферы, о формировании
конкретного почвенного тела: условиях, процессах и моделях, а также о
формировании и изменении во времени основных функций почв;
— научить описанию и анализу материалов о почвах с позиций
экосистемного подхода;
— дать четкое представление об объекте, предмете, методах и законах
экологии почв;
— способствовать приобретению навыков полевого и лабораторного
изучения почв и экологических условий их функционирования;
— сформировать знания об экологии почв основных биогеоценозов Земли,
представить количественные характеристики эколого-почвенных связей в
разных условиях функционирования почв, а также специфику их
проявления в равнинных и горных условиях, аридном и гумидном
педокосмах;
— дать знания о принципах применения теоретических положений и
конкретных сведений экологии почв для решения прикладных задач
почвоведения и биосфероведения.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Экология почв» входит в состав вариативной часть
(дисциплины по выбору) профессионального цикла направления
подготовки 020400.65 — Биология (магистры). Дисциплина реализуется на
Факультете естественных наук НГУ кафедрой общей биологии и экологии.
Дисциплина «Экология почв» опирается на следующие дисциплины
ООП бакалавратуры:
 Экология
 География
 Ботаника
 Зоология
5
Результаты освоения дисциплины «Экология почв» используются в
следующих дисциплинах данной ООП:
 Продукционные процессы и энергетика природных сообществ
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины
Дисциплина нацелена на формирование компетенций выпускника
профессиональных:
— понимает современные проблемы биологии и использует
фундаментальные биологические представления в сфере
профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач
(ПК-1);
— знает и использует основные теории, концепции и принципы в
избранной области деятельности, способен к системному мышлению (ПК2);
— самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет
фундаментальные проблемы, ставит задачу и выполняет полевые,
лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач
по специализации с использованием современной аппаратуры и
вычислительных средств, демонстрирует ответственность за качество
работ и научную достоверность результатов (ПК-3);
— демонстрирует знание основ учения о биосфере, понимание
современных биосферных процессов, способность к их системной оценке,
способность прогнозировать последствия реализации социально значимых
проектов (ПК-5);
— применяет методические основы проектирования и выполнения
полевых и лабораторных биологических и экологических исследований с
использованием современной аппаратуры и вычислительных комплексов
(в соответствии с целями магистерской программы), генерирует новые
идеи и методические решения (ПК-12).
По окончании изучения указанной дисциплины студент должен
— понимать предмет и задачи «Экологии почв» и иметь
представление о ее месте в системе естественных наук;
— знать основные понятия и законы экологии почв, понимать
возможности использования этой науки в качестве теоретической основы
при разработке мер по охране почв, рациональному использованию
земельных ресурсов, а также при прогнозировании влияния хозяйственной
деятельности человека на биосферу;
— владеть основными методами и приемами изучения почв в
полевых, камеральных и лабораторных условиях и уметь применять их на
6
практике, а также владеть научным языком при описании явлений,
процессов образования, строения почв и их взаимосвязи с условиями
формирования;
— владеть знаниями об экологических функциях почв, их
нарушениях при антропогенных воздействиях и уметь составить и
реализовать программу предотвращения этих нарушений;
— уметь выбрать подходы и методы исследований, согласно
поставленным задачам, организовать и проводить исследования по всему
комплексу проблем и частных вопросов по экологии почв, а также
обладать способностями интерпретировать материалы исследования,
согласно поставленным задачам..
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108
академических часов.
2
Введение в
экологию почв
Эволюция
биосферы и
становление
почвы как
естественно-
2
2
2
2
1
Консультации
2
Контроль
самостоятельной работы
(КСР)
1
Практические занятия
1
Лабораторные занятия
лекции
1
Раздел (тема)
дисциплины
Неделя семестра (из учебного плана)
№
п/
п
Семестр (из учебного плана)
Контактная работа
обучающихся с
преподавателем по видам
учебных занятий (из учебного
плана, в часах)
Самостоятельная работа обучающихся (из учебного
плана, в часах)
4.2. Структура дисциплины
Формы
текущего
контроля
успеваемо
сти
(по
неделям
семестра
)
Форма
промежут
очной
аттестаци
и
(по
семестрам
, из
учебного
плана)
7
3
4
5
6
7
8
9
10
11
исторического
тела в
геологической
истории Земли
Почва,
почвенный
профиль,
почвенный
покров
Почвы как
главный ресурс
биосферы и
компонент БГЦ.
Почва как
экосистема
Экология почв:
история
становления.Эко
логия почв:
объект, предмет,
основные
понятия и
методы
Экология почв:
основные законы
Экология почв в
природных
наземных
экосистемах: их
состав,
структура и
особенности
функционирован
ия.
Экологопочвенные и
экологогумусовые связи
Поведение почв
в меняющейся
экологической
обстановке
Энергетика
почвообразовани
я
Экологические
функции почв
1
3
2
2
1
4
2
3
1
5
2
3
1
6
2
3
1
7
2
3
1
8
2
3
1
9
2
3
1
10
2
3
1
11
2
3
8
12
Общебиосферны
е функции почв
1
12
2
3
13
Почвы в
антропосфере.
1
13
2
3
14
Почвы в
ноосфере
1
14
2
3
15
Экологические
последствия
антропогенных
воздействий на
почвы. Почвы и
социум
Промежуточный
контроль
1
15
2
3
16
1
Экзамен
36
30
36
42
Программа курса лекций
1. Введение в экологию почв. Почвоведение – наука о формировании
и функционировании почв: объект, предмет, понятия, методы, принципы
интерпретации материалов, законы почвоведения; место в системе
естественных наук;. структура и содержание (задачи) разных разделов.
Место экологии почв в системе наук теоретического генетического и
прикладного почвоведения. Взаимодействие «Экологии почв» с другими
науками биосферного класса
Экология и почвоведение: понятийные нагрузки терминов
«экология», «экологическая система», «почва», «биокосное тело», смысл
понятий «почва как естественно-историческое тело», «почва как система»,
«почва как компонент биогеоценоза», «почва как биосферное
образование»;. человек и почва; экология как мировоззрение и подходы к
экологии почв с этих позиций.
2. Становление почвы как естественно-исторического тела в
геологической эволюции биосферы. Эволюция биосферы, основные
этапы и биостратиграфические рубежи в ее развитии. Причины и время
появления на Земле почвообразования: история формирования взглядов
(В.Р. Вильямс, И.П. Герасимов, В.А. Ковда) Эволюция почвообразования в
геологической истории Земли как развитие взаимосвязи системы растениепочва. Возникновение почвы как способ приспособления растений к среде.
Оригинальная гипотеза В.К. Бахнова о происхождении почвы как
естественно-исторического тела. Гидроземная, атмоземная и литоземная
9
формы почвообразования. Становление почвы, эволюция ее структуры и
роли в устойчивости растительных сообществ в процессе эволюции
биосферы.
3. Почва, почвенный профиль и почвенный покров: понятия,
условия, процессы и модели формирования и функционирования.
Формирование почвенного тела: факторы, условия, процессы, модели и
скорость. Сструктурное состояние почвы. Почва-момент и почва-память.
Почвенный покров Земли как незаменимый компонент биосферы и
основной источник информации о структуре и функционировании
экосистем.
Структура
почвенного
покрова:
ее
экологическая
обусловленность.
4. Почвы как главный ресурс биосферы и компонент
биогеоценоза (БГЦ). Биогеоценозы как структурные единицы биосферы.
Составные компоненты почвы как компонента БГЦ и их взаимосвязи.
Законы
функционирования
естественных
БГЦ
и
почв
как
биогеоценотических компонентов. Почва как среда обитания растений и
животных. Взаимосвязь почвы с другими компонентами БГЦ.
5. Почва как экосистема, ее структурно-функциональная
организация и законы функционирования
Правила, принципы и методические подходы к изучению почвы как
экосистемы. Устойчивость почв в неменяющейся и меняющейся
природной обстановке. Целостные свойства, способность к саморегуляции.
Прямые и обратные связи. Механизмы и регуляторы устойчивости почвы
как системы. Почвенный покров – система биосферного типа.
6. Экология почв: история становления. История становления
экологии почв как раздела теоретического генетического почвоведения;
основные этапы понимания предмета экологии почв (Л.И. Прасолов, Я.Н.
Афанасьев, И.П. Герасимов, В.Р. Волобуев, М.С. Гиляров, Г. Эвальд, В.Б.
Сочава, И.А. Соколов, Г.В. Добровольский, М.И. Дергачева). Современное
состояние и структура «Экологии почв»: три составных части
интегральной науки биосферного класса.
В.В. Докучаев, его естественно-исторический подход к познанию тел
природы любого уровня, роль этого подхода в развитии естественных
наук; последователи и ученики В.В. Докучаева (Вернадский, Морозов,
Сукачев, Тимофеев-Ресовский и др.). Их вклад в развитие естественноисторического подхода и в формировании наук биосферного класса; В.В.
Докучаев – основоположник почвоведения: его аксиомы, законы, понятия,
метод; роль В.В. Докучаева в становлении экологии почв.
7. Объект, предмет, основные понятия и методы экологии почв.
Объект и предмет «Экологии почв», основные проблемы и задачи.
Основные понятия экологии почв: экологическое пространство (частное,
полное, палеопространство), экологическая ниша, экологический пейзаж,
экологический диапазон, экологическое поле, экологическая секвентность,
10
экологический потенциал и др. Сенсорность и рефлекторность. Методы
экологии почв – сравнительно-экологический, метод экологических
матриц, метод «идеальных материков», метод математического,
лабораторного и природного моделирования. Монофакторные ряды в
экологии почв. Топо- и хроноряды: возможности и ограничения в их
использовании при решении задач экологии почв.
8. Основные законы экологии почв. Законы почвоведения и
географии почв, имеющие значимость в экологии почв: Роль И.А.
Соколова в формулировании и обосновании законов экологии почв.
Законы экологии почв: равноправия факторов и примата климата,
литогенной полирефлекторности климатических условий и климатической
конвергенции почвообразования, экологической полисенсорности почв к
изменению
условий
климата,
а
также
поликлимаксности,
полигенетичности и гетерохронности. Аридный и гумидный педокосм:
различие и сходство в проявлении основных законов экологии почв.
9. Экология почв в природных наземных экосистемах: их состав,
структура и особенности функционирования. Тундровые экосистемы и
экология тундровых почв. Таежные экосистемы и экология лесных почв.
Степные экосистемы и экология степных почв. Пустынные и
полупустынные экосистемы и экология полупустынных и пустынных
почв. Влажно-тропические экосистемы и экология ферралитных почв.
10. Эколого-почвенные и эколого-гумусовые связи и их
количественная выраженность в почвах равнинных и горных территорий,
аридного и гумидного педокосмов, автономного и гетерономного
почвообразования. Методы и принципы установления и количественного
описания связей разнообразных свойств почв с экологическими условиями
их формирования.
11. Поведение почв в меняющейся естественным и
антропогенным путем экологической обстановке. Кодирование
информации об изменении экологических условий формирования и
функционирования почв в их профиле и свойствах минеральной и
органической составляющих. Гумусовая память почв. Подходы, методы,
принципы и правила считывания информации об изменении почв при
изменении природной обстановки. Древние и современные почвы как
архив сведений об изменении природной среды.
12. Энергетические аспекты почвообразования. Роль В.Р.
Волобуева в создании основ энергетики почвообразования. Основные
понятия и закономерности. Энергетический баланс почвообразования, его
основные
составляющие.
Гидроряды
и
терморяды.
Размеры
энергетических затрат на почвообразование и их структура в разных
природных зонах.
13. Экологические функции почв. Понятие об экологических
функциях почв и их классификация. Биогеоценотические функции почв,
11
обусловленные и(или) контролируемые в основном их физическими
свойствами. Функции, обусловленные (и/или контролируемые) в основном
химическими, биохимическими и физико-химическими свойствами.
Участие химического и физического состояния почв и протекающих в них
процессов в обеспечении устойчивости экосистем и биосферы в целом, а
также в реализации информационной и меморатной функций почв.
Информационные функции почв: почва как сигнал и регулятор ряда
процессов в экосистемах; почва как фактор устойчивости БГЦ: почва как
«память» БГЦ. Ландшафтные, региональные и глобальные функции почвы.
Почва и литосфера. Почва и атмосфера. Почва и гидросфера.
14. Общебиосферные функции почвы: почва – среда обитания,
аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши; почва –
связующее звено биологического и геологического круговоротов, почва
как фактор биологической эволюции. Почва как фактор устойчивости
экосистем и биосферы в целом. Нарушение экологических функций почв
при антропогенном загрязнении.
15. Почвы в антропосфере. Понятие антропосферы. Антагонизм в
развитии антропосферы и биосферы. Разные стратегии животного мира
биосферы и человека при использовании биосферы. Почва – главный
объект конфликта между человеком и естественным животным миром
биосферы: почва – ограниченный ресурс биосферы; конкуренция за почву
между биологической компонентой биосферы и человеком. Задача
современности – поиск лучших форм сочетания биосферы и
антропосферы. Охрана и воспроизводство почв. Экология почв как
теоретическая база разработки мер по охране почв и рациональному
использованию земельных ресурсов. Роль почв в прогнозировании
влияния хозяйственной деятельности человека на биосферу.
16. Почвы в ноосфере. Разнообразие взглядов на понятие
«ноосфера». Соотношение понятий «биосфера», «антропосфера» и
«ноосфера». Ноосфера как высшая ступень развития биосоциальной
системы, при котором исчезают противоречия между биосферой,
антропосферой и человеком. Почва и ноосфера.
17. Экологические последствия антропогенных нагрузок на
почвы. Антропогенная деградация почв и ее последствия. Виды
антропогенных нагрузок на почвы и изменения почв: дегумификация,
эрозия, опустынивание, химическое и радиоактивное загрязнение,
деградация при орошении. Экологическое нормирование в почвоведении.
Методы контроля за качеством почв. Экологический мониторинг почв и
принципы его организации.
18. Почвы и социум. Роль почвы в жизни общества. Взаимосвязь
состояния общества и почв. Человек, цивилизация и почвенный покров.
Связь почвенных условий и социальной структуры общества. Связь
почвенных свойств и здоровья человека. Участие химических элементов
12
почвы в жизненных процессах человека. Влияние почв на состав пищевых
продуктов. Значение почв при заболеваниях, вызываемых
болезнетворными микроорганизмами. Основные мероприятия по
предупреждению и лечению болезней, связанных с особенностями почв.
Санитарные функции почв.
5. Образовательные технологии
Обучение проводится по традиционной лекционно-семинарской системе в
сочетании с использованием мультимедийных технологий, интерактивных
форм (проведение микроисследований по самостоятельно поставленным
темам по экологии почв, компьютерные симуляции, интернетсправочники).
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО при реализация
компетентностного подхода в учебном процессе используются следующие
формы образовательных технологий: технология развития критического
мышления, технология проблемного обучения, технология проведения
перекрестных дискуссий.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля
успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины
Фонд оценочных средств по курсу "Экология антропогенных ландшафтов"
включает вопросы для самостоятельной работы и вопросы для экзамена.
Примерные задания для самостоятельной работы
1. Почвоведение: основные разделы науки и их взаимосвязь
2. Роль почвы в становлении и развитии биосферы
3. Факторы почвообразования и их специфика в разных природных
зонах
4. Время как фактор почвообразования
5. Модели формирования почвенного профиля
6. Роль почвы в современном функционировании биосферы
7.Целостные свойства почв как системы биосферного типа
8. Иерархия факторов почвообразования в экологии почв.
9.Роль В.Р. Волобуева и И.А. Соколова в становлении экологии почв
как самостоятельной науки
13
10. Учение об экологии почв: этапы развития
11. Учение об экологических функциях почв: практическая
значимость
12. Естественно-исторический метод В.В. Докучаева и его
применение в разработке учений о биосфере В.И. Вернадского, учения о
биогеоценозах В.Н. Сукачева и других ученых
13. Пути решения проблемы описания полного экологического
пространства.
14.Эколого-почвенные связи в условиях Западной Сибири
15. Эколого-гумусовые связи в горных странах Сибири:
количественные параметры
16.Профиль почв как архив сведений об изменении природной среды
в голоцене и при антропогенном ее преобразовании
17. Система гумусовых веществ почв и ее меморатная функция
18.Изменение функций почв при техногенном загрязнении
Образцы вопросов для текущего контроля
— Какой смысл вкладывал М.С. Гиляров в понятие «Экология почв»?
— Почему до последнего времени ученые считали невозможным
существование понятия «экология почв»?
— Какие разделы экологии почв целесообразно выделять на данном этапе
развития этой науки?
— Как вы считаете, «экология почв» – это раздел почвоведения или
экологии?
— Что является объектом экологии почв?
— Что является предметом экологии почв?
— Какой смысл вкладывается в понятие «экологическая система»?
— Что такое «биокосное тело»?
— Какие разделы выделяются в почвоведении, и каково место экологии
почв среди них?
— Какие главные факторы способствовали формированию почвы как
естественно-исторического тела?
— Подводные отложения морей и океанов –это почва или почвоподобное
тело?
Справочные материалы
14
Понятийный объем основных терминов экологии почв и
необходимых для интерпретации материалов в рамках экологии почв
терминов почвоведения и экологии.
Любая отрасль знаний, когда она оформляется в самостоятельную
науку, должна, прежде всего, кроме определения объекта и предмета
науки, дать определение основных понятий и терминов. В экологии почв, к
сожалению, до сих пор используются термины, заимствованные из
географии и других наук (например, ареал, ниша, зона, поле и.т.д.), но их
трактовка кардинально отличается, поскольку между методологической
основой географии почв и экологии почв есть существенная разница.
В экологии почв иные границы понятий, отличающиеся от широко
используемых в почвоведении в настоящее время, поскольку экология
почв – это наука абстрактных, концептуальных, а не реальных, конкретных
понятий, и поэтому одни и те же термины и словосочетания в экологии
почв и других разделах почвоведения имеют разный понятийный объем.
Так, И.А. Соколов (1993) обращал внимание на то, что понятие
географического и экологического пространства резко отличаются: первое
является реальным, физическим и имеет прерывисто-непрерывный
характер, тогда как второе – это координатное, абстрактное пространство,
которое всегда представляет собой континуум, т.е. непрерывное единство,
непрерывное пространство. То же самое касается границ географического
и экологического пространств: они не однозначны. И.А. Соколов (1993)
подчеркивал, что в географии почв принимаются во внимание не только
характеристика объекта, но и его распространенность, площадь, которую
он занимает, тогда как в экологии почв все участки экологического
пространства, то есть все комбинации факторов – равноправны. Что
касается законов географии почв, то они – реальны, а экологии почв –
абстрактны.
Не разработан до конца в рамках экологии почв и специальный
понятийно-терминологический аппарат описания и интерпретации
материалов исследований, касающийся внутренних структурнофункциональных особенностей почвы как экологической системы; есть
разночтения и в понятийных нагрузках терминов, относящихся к разделу
учения о функциях почв.
Таким образом, понятийно-терминологический аппарат экологии почв
требует его дальнейшей разработки: уточнений, расширений, введения
новых
моносемантических
терминов,
согласно
специфике
рассматриваемой науки, несмотря на то, что И.А. Соколовым(1993)
предложено в рамках экологии почв толкование распространенных
терминов и введены новые, специфичные, в том числе, широко
используемые в настоящее время “сенсорность” и “рефлекторность“ почв.
В настоящем разделе все термины экологии почв и понятийные их
нагрузки даются по И.А. Соколову (1993).
15
Экологическое
пространство
–
абстрактное
многомерное
пространство, в котором в качестве координат выступают факторы
почвообразования. Можно различать полное, частное, реальное и
палеоэкологическое пространство.
Полное экологическое пространство – это пространство, в котором
в качестве координат выступает совокупность всех в принципе возможных
в условиях земли комбинаций факторов.
Частное экологическое пространство – это пространство, которое
образовано частью факторов или их характеристиками. Например,
фитогенное экологическое пространство, литогенное (или климатогенное)
экологическое пространство и т.д.
Реальное (рецентное) пространство – это пространство, в котором в
качестве координат выступает совокупность существующих в настоящий
момент современных комбинаций факторов.
Палеоэкологическое пространство – это такое экологическое
пространство, где в качестве координат выступает совокупность
существовавших в прошлом комбинаций факторов.
Очевидно, что перечисленные выше понятия могут дополнять друг
друга (реальное биоклиматическое или литоклиматическое пространство;
полное палеопространство и т.д.).
Экологическое поле – плоскость в экологическом пространстве,
образованная либо двумя факторами, либо двумя характеристиками одного
фактора при стационарности состояния всех других факторов ( например,
один и тот же тип почв, в одной климатической зоне, на одних
почвообразующих породах, но под лугом и лесом). Это понятие широко
используется при выяснении конкретных почвенно-экологических
закономерностей. Например, до настоящего времени основное внимание в
географии почв и при экологических исследованиях уделялось изучению
закономерностей в климатическом гидротермическом поле автономных
зрелых почв на суглинистых породах. Нередко закономерности
установленные для этого поля, распространялись на полное современное
экологическое пространство, что не совсем верно; именно на материалах
изучения
таких
почв
выведены
основные
закономерности
почвообразования.
Как и экологическое пространство, экологическое поле может быть
современным, реальным и палеопространством.
Экологическая секвентность – экологический ряд, линия в
экологическом пространстве или иначе направленная последовательная
смена почв в экологическом пространстве при направленной
последовательной смене факторов почвообразования. Можно различать
сложную и простую секвентность.
Сложная секвентность – направленная последовательная смена почв
в экологическом пространстве при направленной последовательной смене
16
нескольких факторов.
Простая секвентность – направленная последовательная смена почв
в экологическом пространстве при направленной последовательной смене
одного фактора или даже одной его характеристики.
В настоящее время в почвоведении понятия экологическая
секвентность и географическая секвентность не различаются. Говорят о
топокатенах, литокатенах, хронокатенах и т. д. Однако, топокатена – это
обычно реальная географическая секвентность. С экологической точки
зрения – это почти всегда сложная экологическая секвентность, потому что
одновременно меняется рельеф, порода, возраст, мезоклимат.
Катена разновозрастных почв – хронокатена в подавляющем
большинстве случаев представляет собой не географическую, а только
экологическую абстрактную секвентность. То есть топокатена – это
географическая или сложная экологическая секвентность, хронокатена –
это уже истинно экологическое понятие.
Экологическая ниша – в отличие от общепринятого в биологии и
экологии значения этого термина, в экологии почв – это часть
экологического пространства, занятая интересующим нас объектом, то
есть совокупность всех комбинаций факторов, при которых возможно
формирование объекта. Очевидно, что к понятию «экологическая ниша»
приложимо в той или иной степени все, что относится к понятию
экологического пространства.
Экологический диапазон – диапазон значений одного фактора или
одной характеристики этого фактора, в котором возможно существование
объекта. Можно различать полный и частный диапазон.
Полный диапазон соответствует всем возможным комбинациям
остальных факторов, а частный диапазон – соответствует определенной
комбинации факторов. Например, климатический диапазон подзолов – это
полный диапазон, а автономных подзолов на гранитах – частный. Частный
диапазон обычно может рассматриваться как экологический ареал.
Экологический ареал – часть экологического поля, занятая
интересующим нас объектом, то есть плоскость в пространстве
экологической ниши. Именно экологические ареалы, изучаются в том
случае, когда исследуется распределение почв в гидротермическом поле.
В экологии почв используются также введенные И.А. Соколовым и
В.О. Таргульяном (1976) понятия: рефлекторность и сенсорность почв.
Рефлекторность почв (почвенного покрова, почвенных свойств) (от
reflexio – отражаю) – способность отражать, кодировать и «запоминать» в
своих свойствах информацию о факторах почвообразования.
Сенсорность почв (почвенного покрова, почвенных свойств) (от лат.
Sensus – чувствовать)
чувствительность к пространственному
изменению факторов, способность изменяться в пространстве в
соответствии с пространственным изменением факторов. Различают
17
климато-, био-, лито-, топо-, хроносенсорность. Степень сенсорности
измеряется по степени изменения почвенных свойств при изменении
факторов. Понятие о климатической сенсорности (климасенсорности) почв
в скрытой форме входит в понятие «зональные почвы». Представление о
том, что разные почвы в разной степени реагируют на пространственные
изменения климата, известно давно. Степень климатической сенсорности
почв максимальна вблизи границ их климатического ареала.
В классическом понимании почва — самостоятельное
естественноисторическое биокосное субаэральное, формирующееся на
месте тело, являющееся функцией факторов почвообразования –
почвообразующих пород, биоты, климата, рельефа и времени. Это
положение принадлежит основоположнику почвоведения В.В. Докучаеву.
Почва – это совокупность генетических горизонтов, т.е. почвенный
профиль от поверхностного, как правило, гумусово-аккумулятивного
горизонта до неизменной почвообразующей породы. Многие
исследователи вслед за Б.Б. Полыновым (1933), рассматривают почву как
парагенетическую ассоциацию горизонтов, представленную на
поверхности гумусовым горизонтом. Определение во многих случаях
верное, но, к сожалению, не универсальное, потому что многие почвы
полигенетичны и их горизонты не обязательно представляют собой
парагенетическую ассоциацию.
Парагенетическая ассоциация горизонтов – совокупность
горизонтов, связанная единым происхождением
Генетический горизонт – однородные слои почвы, различающиеся
между собой по морфологическим признакам, составу и свойствам
(Розанов, 2004). Разнообразие генетических горизонтов и их индексация
приводятся ниже.
Процесс, который формирует почвенное тело как систему горизонтов,
есть процесс почвообразования. Он представляет собой совокупность
элементарных процессов почвообразования (ЭПП).
В толковом словаре по почвоведению (Толковый словарь…, 1975,
с.196) дается следующее определение термина «почва» –
«самостоятельное естественно-историческое органоминеральное тело
природы, возникшее в результате воздействия живых и мертвых
организмов и природных вод на поверхностные горизонты горных пород в
различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли.
Почве свойственно закономерное строение их вертикального профиля с
особыми морфологией, химическим составом, физическими и
биологическими свойствами слагающих его горизонтов, а также особый
характер процессов превращения и перемещения веществ и энергии.
Характерным свойством почв является ее плодородие».
Генетическая соподчиненность почв. Выделяются автономные
18
почвы – те, которые развиваются под влиянием только атмосферного
увлажнения и не получают дополнительного привноса влаги и веществ от
других почв, полупочв или грунтовых вод. Гетерономные почвы – те,
которые испытывают дополнительный привнос влаги и веществ от других
почв, полупочв или грунтовых вод. Гетерономные почвы делятся: на
транзитные – дополнительный приток влаги не сопровождается
накоплением веществ, может происходить их вынос; аккумулятивные – в
профиле накапливаются все принесенные вещества и транзитноаккумулятивные – наблюдается аккумуляция одних веществ и вынос –
других.
По условиям миграции химических элементов выделяются
элювиальные, супераквальные и субаквальные ландшафты.
Элювиальные ландшафты и свойственные им почвы формируются на
повышенных элементах рельефа при глубоком залегании грунтовых вод,
на оказывающих влияние на почвы и растительности.
Супераквальные
(надводные)
ландшафты
формируются
на
пониженных элементах рельефа, где грунтовые воды подходят близко к
поверхности и влияют на почвы и растительность (низкие террасы и
поймы рек, бессточные впадины, побережья и т.д.).
Субаквальные ландшафты – это местные водоемы с водной
растительностью и донными почвами.
Структура почвенного покрова – определенный тип его строения,
т.е. состав и количественное соотношение входящих в него почв, характер
образуемых ими сочетаний и комплексов, степень его пестроты и
контрастности.
Выделяются:
1. Почвенно-биоклиматические пояса
2. Почвенно-биоклиматические области
с определенными закономерностями формирования структуры почвенного
покрова
Почвенно-биоклиматический пояс – есть совокупность почвенных зон
и (или) вертикальных почвенных структур (горных почвенных
провинций), объединенных сходством радиационных и термических
условий и сходным характером влияния этих условий на выветривание,
почвообразование и развитие растительности.
Почвенно-биоклиматическая область – совокупность почвенных зон
и(или) вертикальных почвенных структур, объединенных в пределах пояса
сходством не только радиационных и термических условий, но и условий
увлажнения, континентальности и вызванных ими особенностей
выветривания, почвообразования и развития растительности.
При выделении почвенно-биоклиматических поясов определяющими
условиями формирования почвенного покрова являются термические
условия, а при выделении почвенно-биоклиматических областей – условия
19
увлажнения и континентальности.
На равнинных территориях выделяются:
Почвенные зоны – ареал распространения зонального почвенного типа
и сопутствующих ему интразональных почв.
Почвенные провинции –часть почвенной зоны, отличающаяся
специфическими особенностями условий почвообразования и почв.
Почвенные округа выделяются в пределах почвенных провинций по
тем особенностям почвенного покрова, которые обуславливаются
характером рельефа и почвообразующих пород.
Почвенные районы – часть почвенного округа, характеризующаяся
однотипной структурой почвенного покрова, т.е. закономерным
чередованием в пределах района одних и тех же сочетаний и комплексов
почв.
В
горных территориях выделяются вертикальные почвенные
структуры. Вертикальная почвенная структура (или горная почвенная
провинция) – ареал распространения четко определенного ряда
вертикальных почвенных зон, обусловленного положением горной страны
или ее части в системе почвенно-биоклиматических областей и главными
особенностями ее общей орографии. Почвенная структура вертикальной
зональности определяется в основном положением горной страны в
системе климатических поясов и областей, и поэтому горная почвенная
провинция в системе классификации, районирования и оценке структуры
почвенного покрова аналогична почвенной зоне на равнине.
Экология в классическом смысле слова – наука о взаимоотношениях
организма и окружающей среды.
Совокупность взаимосвязанных живых организмов (сообщество
живых организмов) и абиотическая среда (среда их обитания),
объединенные потоками вещества, энергии и информации, т.е. система
живые организмы – среда может называться экологической системой.
Любая экологическая система, в которой потоками вещества и
энергии связаны биотические и абиотические компоненты – есть
биокосная система.
Биокосная система – это любая природная система, создаваемая
динамическим взаимодействием организмов и окружающей их
абиотической среды (Реймерс, Яблоков, 1982). Нетрудно заметить, что это
определение подходит и к почве, да собственно, почву относят к
биокосным телам еще со времен В.И. Вернадского. И таким образом почва
может рассматриваться и как биокосное тело, и как экосистема. Почва, в
которой взаимодействуют организмы и абиотические компоненты,
представляет в целом естественно-историческое тело природы, и как
целостность (почвенное тело) она сама взаимодействует с окружающей
абиотической (воздух, воды пыль, горные породы, климат и т. д.) и
биотической средой (т. е. той биотой, которая не составляет с почвой ее
20
тело, например растение), обмениваясь в целом веществом, энергией и
информацией с этой средой. Таким образом, она подчиняется законам
функционирования любой экосистемы. Можно изучать ее внутреннее
единство, ее внутренние причинные связи как системы и внешний обмен
веществом и энергией с окружающей средой, в том числе с факторами
почвообразователями.
Н.Ф. Реймерс и А.В. Яблоков (1982) подчеркивали, что экологию
можно определять как отрасль знаний, рассматривающую «некоторую
совокупность предметов и явлений с точки зрения объекта (живого или с
участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности»
(с.137). Это понимание экологии как биоцентрической науки полностью
подходит почве, позволяет рассматривать ее с позиций экосистемного
подхода, а экологию почв рассматривать как науку биосферного класса.
Общие законы экологии почв
Общие законы экологии почв отражают закономерности распределения
типов почвообразования в полном экологическом пространстве.–
абстрактном многомерном пространстве в котором в качестве координат
выступают факторы почвообразования.
Пока можно говорить о закономерностях и законах распределения
почв в ограниченном (частном) экологическом пространстве. Достаточно
четко они сформулированы И.А. Соколовым только для координат климат
– породы и для зрелых автономных почв.
Закон равноправия факторов – все закономерности организации
педосферы
определяются
взаимодействием
всех
факторов
почвообразования: не существует и теоретически не может существовать
ни в настоящем, ни в прошлом, ни в будущем таких условий, где действие
хотя бы одного из пяти факторов почвообразования (порода, климат,
живые организмы, рельеф, время) не имело бы места. Это основной закон
почвоведения и экологии почв. Исключение любого из пяти обязательных
факторов приводит к тому, что исчезает сама почва как естественноисторическое самостоятельное природное тело.
Закон примата климата – среди факторов, определяющих наиболее
общие закономерности распределения почв в экологическом пространстве,
ведущим является климат, а среди климатических характеристик
первостепенную, определяющую роль играет увлажненность.
Выделение аридного и гумидного почвообразования является одной из
самых общих закономерностей, позволяющей разделить экологическое
пространство, в котором существует педосфера на два принципиально
разные почвенные миры: аридный педокосм и гумидный педокуосм, а
также выделить переходный между ними мир почв сбалансированного
увлажнения.
Аридный педокосм – мир аккумулятивных, насыщенных, нейтрально21
щелочных, карбонатных и ( или) засоленных ксероморфных.
Гумидный педокосм – мир элювиальных выщелоченных, кислых
ненасыщенных, ферри-сиалитных мезоморфных (с переменным
избыточным увлажнением) и гидроморфных (с постоянным избыточным
увлажнением) почв.
Мир
почв
сбалансированного
увлажнения
характеризуется
максимальным
проявлением
степени
выраженности
гумусоаккумулятивных
процессов
и
максимальной
биологической
продуктивности, то есть естественного плодородия почв (например,
черноземы обыкновенные в Западной Сибири) Вместе с тем именно от
соотношения тепла и влаги зависит увлажненность климата. –
Характеристика
определяющая
самое
общее
направление
почвообразования и главные рубежи в педосфере и почвенноэкологическом пространстве – это соотношение тепла и влаги.
Закон литогенной полирефлекторности климатических условий –: в
одних и тех же климатических условиях на разных по
гранулометрическому составу почвообразующих породах формируются
разные почвенные типы.
Закон климатической конвергенции почвообразования – в почвах,
формирующихся на разных почвообразующих породах в одинаковых
климатических условиях возникают сходные почвенные процессы,
которые формируют сходные почвенные признаки, вплоть до одинаковых
почвенных типов на исходно разных почвообразующих породах.
Эти два закона, на первый взгляд, противоречащие друг другу –
существуют и действуют в природе одновременно. Просто в разных зонах
увлажнения эти законы проявляются иначе. В гумидном климате более
проявляется явление литогенной полирефлекторности климатических
условий, тогда как в аридном климате – явления климатической
конвергенции почвообразования. В условиях гумидного климата явление
полирефлекторности определяется главным образом составом силикатной
части почвообразующих пород, в условиях аридного климата – главным
образом наличием и составом минералов- солей. То есть в гумидном
климате, где осадки преобладают над испарением, избыточная влага
работает на почвообразование в зависимости от фильтрационных свойств
почвообразующих пород, что и обуславливает формирование на разных
породах разных типов почв, а в аридном климате при дефиците влаги
режим всегда непромывной, и фильтрационная способность пород не
имеет принципиального значения.
Закон экологической сенсорности к изменениям условий климата. в
частном экологическом пространстве отсутствуют единые климатические
рубежи; в зависимости от
комбинации с другими факторами
климатические рубежи между почвами меняют свое местоположение;
климатическая сенсорность почв на разных почвообразующих породах
22
различна.
Закон экологической полисенсорности почв к изменению климата
имеет широкий спектр. Одно из его проявлений – чем богаче
почвообразующая порода легко выветривающимися материалами, тем
дальше в сторону большей гумидности и большей холодности климата
сдвигается “ климатическая” граница между почвами и тем выше
сенсорность (реакция) почв к изменению климата.
Экологическая роль рельефа состоит в том, что рельеф как фактор
перераспределяя вещество и энергию, определяет деление экологического
пространства на два принципиально разных мира: автономного
почвообразования и гетерономного почвообразования. Роль рельефа в
двух педокосмах различна. В гумидном климате гетерономное
почвообразование оказывается менее разнообразным, чем автономное, и
мало специфичным по сравнению с автономным. Среди гумидных
почвообразовательных процессов даже процесс оруденения не может
считаться специфичным только для гетерономных почв. В виде конкреций
этот процесс может быть и при автономном почвообразовании. Все
остальные процессы в гумидном педокосме также возможны как в
автономных, так и гетерономных условиях. В аридном рельеф оказывает
иное действие: гетерономное почвообразование более разнообразно и
существенно может отличаться от автономного. Целый ряд направлений
почвообразования характерен именно для гетерономных условий
(солончаковатое, луговое, органогенное, слитоземное, глеевое, осолодение
и т.д)
Дополнительное увлажнение в гумидном климате на фоне уже
имеющегося переувлажнения является менее существенным для
почвообразования, чем в условиях аридного климата на фоне дефицита
влаги в автономных почвах.
В гумидном климате главную роль играет климат – затем породы (
особенно гранулометрический состав), то есть сначала климатический
фактор, потом литогенный!, а в аридном – климат, а потом рельеф.!
Экологическая роль времени сложна и мало изучена (длительность
почвообразования и его история). К этому вопросу относятся два закона.
Закон поликлимаксности: в процессе саморазвития почвы при
стационарном состоянии независимых от почв факторов почвообразования
происходит через бесконечный ряд этапов. Каждый этап состоит из
стадии сравнительно быстрого саморазвития (стадии становления) и
стадии сравнительно медленного саморазвития (квазиравновесного
состояния с факторами почвообразования или климакса). Явление стадии
климакса рассматривается как самостоятельный тип почв.
Закон полигенетичности и гетерогенности почв – почвенный покров
Земного шара образован разновозрастными почвами: на Земле
преобладают полигенетичные почвы.
23
Полигенетичными почвами следует считать те, которые в процессе
саморазвития прошли более одного этапа. Возраст почв в разных районах
Земного шара может быть различен, надо учитывать это при
экологическом анализе!
Правильное понимание законов экологии почв создает основу для
почвенно-географического районирования и классификации почв.
Индексы и некоторые характеристики горизонтов
почвенных профилей
Методы получения информации в экологии почв практически не
отличаются от таковых, используемых при изучении генезиса и географии
почв, причем одним из основных для всех трех разделов является
морфологическое описание почв. Чтобы облегчить использование
опубликованных источников при обобщении материалов изучения почв и их
интерпретации с позиций экологии почв, приводим перечень индексов
генетических почвенных горизонтов, перечень типов строения почвенных
профилей и наиболее распространенные интегральные их названия, а также
типов распределения веществ в профилях.
В процессе почвообразования происходит дифференциация
однородной материнской породы на генетические горизонты. Они
выявляются даже визуально, поскольку различаются по цвету, структуре,
сложению, плотности, гранулометрическому составу, характеру
новообразований и включений и другим характеристикам Вертикальная
последовательность генетических горизонтов составляет почвенный
профиль.
Генетические почвенные горизонты – это формирующиеся в
процессе почвообразования однородные, обычно параллельные земной
поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и
различающиеся между собой по морфологическим признакам, составу и
свойствам. Генетическими они называются потому, что связаны с
происхождением (генезисом) почвы.
В.В. Докучаев выделял в почве всего три почвенных горизонта: Аповерхностный гумусово-аккумулятивный, В – переходный к материнской
породе, С – материнская порода, или подпочва.
В настоящее время среди генетических горизонтов выделяются:
1. Гумусово-аккумулятивные горизонты А1 образуются в верхней
части профиля почв, куда поступает максимальное количество наземных и
корневых растительных остатков. В результате накопления гумуса имеют
темный цвет, Мощность колеблется от нескольких сантиметров до 1,5
метра и более.
В зависимости от содержания гумуса и его состава цвет гумусового
24
горизонта изменяется от почти черного до палево-серого или белесоватосерого. Наиболее интенсивная темная окраска – в верхней части
гумусового горизонта, с глубиной она постепенно изменяется. В
некоторых целинных почвах на поверхности имеет слой неразложившихся
органических остатков (подстилка в лесу, дернина на лугу или степной
войлок). Горизонт подстилки обозначается А0.
2. Метаморфические горизонты, или горизонты внутрипочвенного
выветривания В, формируются в средней, безгумусовой или
малогумусовой части профиля в определенных гидротермических
условиях (при длительных положительных температурах, достаточной
влажности и т.д.). При выветривании в метаморфическом горизонте
накапливаются глинистые минералы, образуются коллоидные осадки,
горизонты оглиниваются.
3. Иллювиальные горизонты В формируются в средней и нижней
частях профиля за счет вмывания в них из верхней части подвижных
продуктов
почвообразования.
Отличаются
более
тяжелым
гранулометрическим составом, более плотные, имеют ореховатую,
крупнопризматическую,
глыбистую
или
столбчатую
структуру.
Обогащены подвижными минеральными и органическими веществами,
выносимыми из верхней части профиля.
В соответствии с составом накапливающихся веществ различают:
железистые BFe, органо-железистые, органо-алюминиевые Bh, карбонатные
ВСа и гипсовые BCs горизонты.
Описание морфологии почв, характеристика и индексация
почвенных горизонтов является вполне устоявшейся. Выделяются
следующие большие группы (характеристика дается по Б.Г. Розанову,
1983):
1. Поверхностные органогенные горизонты.
Т – торфяный горизонт, формируется на поверхности в условиях
постоянного избыточного увлажнения. Иногда встречает в толще профиля,
при полициклическом почвообразовании, например, в поймах рек.
Характеризуется специфической консервацией органического вещества
растительных остатков без превращения его в гумус или сгорания. Торф по
составу может быть древесным, травяным (тростниковым, осоковым),
моховым (зеленомоховой, сфагновый), лиственным, лишайниковым или
смешанным. Содержание органического вещества в торфе более 35% по
массе (более 70% по объему). Выделяют: T0 – олиготрофный (верховой)
торф, Тт – эутрофный (низинный) торф.
Т1 – торфяный неразложенный – растительные остатки неразложены
или слабо разложены и почти полностью сохранили свою исходную
форму.
Т2 – торфяный среднеразложенный – растительные остатки частично
сохранили свою форму в виде обрывков тканей.
25
Т3 – торфяный разложенный – сплошная органическая мажущаяся
масса без видимых следов растительных остатков.
ТА – торфяный минерализованный – пахотный торфяный горизонт,
измененный осушением и обработкой.
О (А0 или АО) – лесная подстилка или степной войлок –
маломощный (до 20 см) поверхностный слой разлагающегося
органического вещества, частично (особенно в нижней части)
перемешанного с минеральными компонентами. Содержит 35% по массе
(более 70% по объему) органического вещества. Выделяют: О1 – слой
опада – свежий или слабо разложившийся опад, в котором растительные
остатки почти полностью сохранили свою исходную форму. О2–
растительные остатки, частично сохранившие свою форму в виде
обрывков тканей – слой ферментации. О3 - сплошная органо-минеральная
масса без видимых следов растительных остатков – слой гумификации.
Аа1 – водорослевая корочка – поверхностная хорошо
отслаивающаяся от нижележащей почвы корочка водорослей и их
остатков, черная в сухом состоянии и зеленеющая при увлажнении, с
большой примесью минеральных частиц в нижней части. Мощность
несколько мм. Характерна для сухостепных, полупустынных и пустынных
почв
Аd – дернина – органоминеральный гумусово-аккумулятивный
горизонт почв, формируется под травянистой растительностью, особенно
луговой. Состоит на половину по объему из корней растений.
АТ – перегнойный горизонт – гумусово-аккумулятивный горизонт,
содержащий от 15 до 35% по массе органического вещества, иловатый,
черный, мажущий, творожистой структуры или бесструктурный,
постоянно или периодически насыщенный водой.
А (А1 или А1) – гумусовый горизонт – поверхностный или лежащий
под горизонтами О, Аа1, Аd, Ар, темноокрашенный (наиболее темный в
профиле)
гумусово-аккумулятивный
гоирзонт
с
содержанием
органического вещества до 15% по массе.
Ар (Ап или Апах) – пахотный горизонт – поверхностный гумусовый
горизонт почв, преобразованный периодической обработкой в земледелии.
2. Поверхностные неорганические горизонты.
К – корковый горизонт – светлая хрупкая ячеистая корочка
мощностью до 5см на поверхности почвы, часто с полигональным
растрескиванием. Легко отделяется от нижележащей почвы, обогащена
кремнеземом и лишена солей.
Q – подкорковый горизонт – находится под коркой, светлоокрашен,
сильнопористый, чешуйчатый или слоеватый горизонт сухостепных,
полупустынных или пустынных почв, часто выходит на поверхность.
S – солевая корка – белая корка солей или обильные выцветы солей
26
на поверхности почвы.
3. Подповерхностные горизонты.
Е (А2 или А2) – элювиальный горизонт – осветленный, обычно
белесый (палево-белесый, сизо-белесый, палевый), располагается под
органогенными горизонтами, под ним как правило, расположен
иллювиальный горизонт. По происхождению может быть подзолистым
(кислотный гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения);
лессивированым или псевдоподзолистым (вынос пылеватых или илистых
частиц без их разрушения); отбеленным или сегрегированным (снятие и
вынос полутораоксидных пленок с минеральных зерен); осолоделым
(щелочной гидролиз минералов и вынос продуктов разрушения); глеевоэлювиальным или псевдоглеевым (разрушение и вынос в переменновосстановительной среде на контакте с подстилающим водоупорным
горизонтом).
В – минеральный внутрипочвенный горизонт, лежащий в средней
части профиля. Отличается по свойствам от поверхностных горизонтов и
от горизонтов Е, G, C, D, R. Горизонт В в почвоведении – это сложное и
сборное понятие: включает иллювиальные горизонты, среди которых
выделяются глинисто-иллювиальные (Bt), железисто-иллювиальные (Bf),
гумусово-иллювиальные (Bh), солонцовые (Bna), карбонатные (Bca),
солевые (Bsa), гипсовые (Bcs) или смешанные (Bth Bfh), а также
метаморфические горизонты, образовавшиеся при трансформации
минералогического состава in situ: сиалитно-метаморфический (Bm),
ферралитно-метаморфический (Box). Иллювиальный горизонт называют
обычно «В текстурный», метаморфический – «В структурный».
G – глеевый горизонт – минеральный горизонт, формирующийся при
постоянном избыточном увлажнении. Характеризуется преобладанием
тусклой голубоватой, сизой, оливковой окраски, иногда с ржавыми
пятнами.
Горизонты, в которых имеется слабое оглеение называются
глееватыми и обозначаются символами: Ag, Bg, Cg, когда степень
оглеения недостаточна для выделения их в самостоятельный глеевый
горизонт.
4. Подпочвенные горизонты
С – материнская горная порода, или горизонт лежащий под любым
из описанных выше почвенных горизонтов, сходный с ними
литологически и не имеющий их признаков.
D – подстилающая порода – рыхлая горная порода, лежащая под
горизонтом С и отличающаяся от него в литологическом отношении. R –
плотная
(массивно-кристаллическая)
почвообразующая
или
подстилающая порода.
27
Переходные горизонты, обладающие свойствами как вышележащего,
так и нижележащего горизонтов, при постепенной смене одного горизонта
другим обозначаются смешанными символами, например: АВ, ВС и т.д.
погребенные горизонты выделяются квадратными скобками [А].
Кроме указанных почвенных горизонтов, которые встречаются в
большинстве почв, есть несколько специфических горизонтов. К ним
относятся:
L – латерит – очень твердый сплошной железистый горизонт
(панцирь) ячеистого или конкреционного строении, состоящих из оксидов
железа и алюминия с примесью кварца и каолинита. Образуется за счет
дегидратации и кристаллизации оксидов железа при механическом
разрушении и выносе каолина под воздействием атмосферных агентов.
Или путем накопления железа из грунтовых вод при их латеральном
перемещении.
P1 – плинтит – внутрипочвенный уплотненный, но свободно
режущийся лопатой горизонт. Имеет ферраллитную (каолинитовую)
основу, обогащен оксидами железа. Имеет пеструю окраску: чередование
белесовато-желтых и красных пятен. Иногда в нем обнаруживаются
обильные железистые конкреции диаметром 0,5-1,0 см. При выходе на
поверхность необратимо твердеет, превращаясь в латерит.
Р – плотная внутрипочвенная кора – очень твердый «каменный»
горизонт, цементированный какими-либо соединениями в результате их
гидрогенного поступления и отложения внутри почвенной толщи.
Различают: солевая корка – Psa, гипсовая корка – Pcs, известковая корка –
Pca, кремневая корка – Psi.
М – мягкая внутрипочвенная кора – мягкий, мучнистый горизонт,
сформированный какими-либо соединениями, в результате их
гидрогенного поступления и отложения внутри почвенной толщи. М са –
прослой мучнистого карбоната кальция, Мcs – гипса.
N –горизонт скопления конкреций – рыхлый внутрипочвенный
горизонт, содержащий более 50% объема различных конкреционных
новообразований. Nt – ортштейн (содержит железистые конкреции), Nca –
канкар (известковые конкреции), Z – ортзанд – сплошной, или состоящий
из отдельных тонких прослоек (псевдофибр), сцементированный оксидами
железа песчаный горизонт.
При обозначении почвенных горизонтов кроме рассмотренных
символов используются дополнительные обозначения малыми буквами
латинского алфавита, которые ставятся справа от основного символа
горизонта, для отражения их специфики:
са – наличие карбонатов кальция;
cs – наличие гипса;
sa – присутствие легкорастворимых солей;
t – присутствие иллювиальной глины;
28
h - наличие иллювиального гумуса;
na – присутствие солоноватости, т.е Na+ в поглощенном состоянии;
m – сиаллитная метаморфизация;
f – наличие признаков аккумуляции железа;
ox – ферраллитная метаморфизация;
g – присутствие признаков оглеения;
n – присутствие конкреций:
p – распаханный горизонт;
e – наличие признаков элювиирования;
v –признаки слитости;
z - существенная перерытость почвенной фауной;
y – признаки тиксотропности;
cr – признаки криотурбаций;
x – признаки самомульчирования;
Типы строения профилей
1. Простое строение профилей:
а – примитивный;
б – неполноразвитый;
в – нормальный
г – слабодифференцированный
д – эродированный
II. Сложное строение профилей:
а– реликтовый;
б – многочленный;
в – полициклический;
г – нарушенный;
д – мозаичный
III.Типы профилей по распределению вещества:
а – аккумулятивный;
б – элювиальный;
в – грунтово-аккумулятивный;
г – элювиально-иллювиальный;
д – недифференцированный
IV. Генетические формы почвенных профилей:
а – недифференцированный (примитивный);
б – изогумусовый;
в – метаморфический;
г – элювиально-иллювиально-дифференцированный;
д – гидрогенно-дифференцированный;
е –криогенно-дифференцированный;
ж – антропогенно-дифференцированный.
29
Образцы вопросов, включенных в экзаменационные билеты
— Эволюция биосферы, основные этапы и биостратиграфические
рубежи в ее развитии.
— Гидроземная, атмоземная и литоземная формы почвообразования.
— Почвенный покров Земли как незаменимый компонент биосферы
и основной источник информации о структуре и функционировании
экосистем.
— Методы экологии почв – сравнительно-экологический, метод
экологических матриц, метод «идеальных материков», метод
математического, лабораторного и природного моделирования.
— Энергетический баланс почвообразования, его основные
составляющие.
— Почва – главный объект конфликта между человеком и
естественным животным миром биосферы: почва – ограниченный ресурс
биосферы; конкуренция за почву между биологической компонентой
биосферы и человеком.
— Антропогенная деградация почв и ее последствия.
— Участие химических элементов почвы в жизненных процессах
человека. Влияние почв на состав пищевых продуктов.
Оценивание обучающихся проводится в соответствии с критериями,
перечисленными в действующем Положении "О проведении текущего
контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся в
Новосибирском государственном университете".
Промежуточная аттестация по дисциплине в форме экзамена. Экзамен
проводится в устной форме. Каждый билет включает по два вопроса.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература
Дергачева М. И. Методы почвоведения в археологических исследованиях.
Новосибирск, 2007. 96 с.
Дергачева М. И. Химия почв. Новосибирск, 2012. 69 с.
б) дополнительная литература
Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее
окружения.– М.: Наука, 1987.– 339 с.
Волобуев В.Р. Экология почв.– Баку: Изд-во АН АзССР,1963.– 549с.
Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования.– М.: Наука,
30
1974.– 128 с.
Дергачева М.И. Экология почв: итоги, проблемы, перспективы //
Известия Уральского государственного университета, 2002.– Т.23 .– С. 5360;
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и
экосистемах.- М.: Наука, 1990. – 261 с.
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв: учение об
экологических функциях почв.– М.: МГУ, 2006. – 362 с.
Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение.– М.:ГЕОС, 2005.–
336с.
Соколов И.А. Теоретические проблемы почвоведения.- Новосибирск:
Гуманитарные технологии, 2004.– 232 с.
Волобуев В.Р. Почвы и климат.– Баку: Изд-во АН АзССР,1953.–320с.
Волобуев В.Р. Система почв Мира.– Баку: ЭЛМ, 1973.– 308 с.
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почв.–М.:
МГУ,1986. - 136 с.
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого
компонента биосферы: Функционально-экологический подход..– М.: Наука
МАИК, 2000. - 185 с.
Иенни Г. Факторы почвообразования.– М.: ИЛ,1948.– 347 с.
Перельман А.И. Биокосные системы Земли.– М,:Наука,1977.– 160 с.
Эвальд Э.О. О взаимоотношении исследований в области генезиса и
экологии почв // Почвоведение.– 1972.– № 2.– С.22-28.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Сервер "BIODAT", url: http://biodat.ru/
Сайт Soil Ecology Society, url: http://soilecologysociety.com/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Ноутбук, медиа-проектор, экран.
 Программное обеспечение для демонстрации слайд-презентаций.
Авторы:
Дергачева Мария Ивановна,
окружающей среды ФЕН НГУ
д.б.н.,
профессор
кафедры
химии
Программа одобрена на заседании кафедры общей биологии и экологии
" 13 " мая 2014 г., протокол заседания № 2
Секретарь кафедры, к.б.н. _____________ А.М. Бывальцев
31