М. И. Дергачева
До недавнего времени понятие экология почв в качестве самостоятельного научного раздела со своим объектом, предметом, методами, понятийным аппаратом, теоретическими положениями, законами, т. е. всеми атрибутами самостоятельной науки, не имело какого-либо распространения. Все проблемы и вопросы, относящиеся к экологии почв, были размыты в рамках разделов почвоведения - генезиса почв и географии почв. Более того, до сих пор некоторые ученые считают некорректным словосочетание экология почв, поскольку экология в классическом первоначальном смысле - это наука о взаимоотношениях организма со средой их обитания, и почва, по их мнению, выступает именно в роли последней.
Экология почв как самостоятельная теоретическая наука в настоящее время находится в стадии становления, хотя истоки ее можно отнести к концу XIX - началу XX века.
Уже в работах В. В. Докучаева прослеживается постановка тех проблем и вопросов, которые имеют непосредственное отношение к экологии почв.
Прежде всего, введенное В. В. Докучаевым понятие естественно-исторического тела, каковым является почва, стало основным, базисным понятием широкого класса естественно-исторических (биосферных) наук. "Являясь элементарным (далее неразложимым без потери качества), оно стало исходным моментом, всеобщей и универсальной основой изучения биосферы и ее систем, тем зародышем, из которого развились все другие понятия биосферных наук" [Тюрюканов, Федоров, 1996: 24].
В. В. Докучаев также в разное время подчеркивал, что необходимо овладевать почвой и управлять ею с целью чисто практической; что для этого надо прежде всего решить вопрос о закономерных соотношениях между характером и распределением почв и факторами-почвообразователями, причем следует иметь в виду всю единую, цельную и нераздельную природу, а не отрывочные ее части; что необходимо изучать соотношения, генетическую вековечную и закономерную связь, которая существует между мертвой и живой природой, между растениями, животными и минеральными царствами, а также человеком, причем ядром учения об этих соотношениях - между живой и мертвой природой, между человеком и остальным миром, как органическим, так и минеральным, должно быть почвоведение [Докучаев, 1949]. Л. И. Прасолов [Прасолов, 1978] был первым, кто ввел термин экология почв (используя его как синоним термина педоэкология) и предложил выделить экологию почв в самостоятельный раздел почвоведения наряду с генезисом и географией почв. Он рассматривал ее как учение об отношении почв к окружающим их условиям. Основным вопросом этого учения, считал он, должно быть выяснение причинной зависимости свойств почв. Предложенное Л. И. Прасоловым понятие экология почв и обоснование необходимости выделения экологии почв в самостоятельный раздел почвоведения не имели сначала отклика у почвоведов и ученых сопредельных наук, хотя отдельные вопросы, относящиеся к экологии почв, как ее понимал Л. И. Прасолов, рассматривались [Иенни, 1948; Титов, 1952; Волобуев, 1953; Соболев, 1954; Иванова, Розов, 1960; и др.]. В первой половине 60-х годов появилась первая специально посвященная этой проблеме монография В. Р. Волобуева "Экология почв" [1963], за которой затем последовали другие, развивающие разные аспекты экологии почв: "Система почв мира" [1973] и "Введение в энергетику почвообразования" [1974].
В этих работах, как и в первой своей монографии "Почвы и климат" [1953], В. Р. Волобуев обосновывал самостоятельность экологии почв как учения о закономерных соотношениях между почвой и средой ее формирования или "как отрасли почвоведения, специально посвященной выявлению и характеристике закономерных соотношений между почвой и почвообразователями - горной породой, организмами, климатом и рельефом" [1963: 5]. "Несомненно, предметом экологии почв являются и те соотношения между почвой и средой, которые возникают при разного рода воздействиях на почву производственной деятельности человека" [1963: 9].
В. Р. Волобуев очень много сделал для развития этого направления в почвоведении. Им предложены и обоснованы основные положения и методы экологии почв, на основе которых выявлены и описаны закономерности в системе фактор почвообразования - почвы, в том числе наиболее детально - в системе климат - почвы. В. Р. Волобуевым разработана гидротермическая система связи почв с климатом, выделены термо- и гидроряды с определенными градациями тепла и увлажненности, дано термодинамическое обоснование соотношений почва - растение - климат, а также разработано новое направление в рамках учения об экологии почв - "Энергетика почвообразования" [Волобуев, 1974]. На основе своих разработок В. Р. Волобуевым была создана классификация почв мира [Волобуев, 1973].
Близки к идеям В. Р. Волобуева взгляды Э. Эвальда [1972], который считал, что экология почв должна рассматриваться как раздел, равноправный с учением о генезисе почв, основной задачей которого должна быть разработка моделей потоков вещества и энергии между современными почвами и их средой.
Однако даже вышедшие фундаментальные работы В. Р. Волобуева и большое количество работ других исследователей, освещавших разные аспекты взаимоотношений почвы с окружающей средой, не привели к признанию экологии почв в качестве самостоятельного раздела почвоведения.
И. А. Соколов [1993] рассматривает экологию почв как раздел почвоведения, занимающийся изучением закономерностей, действующих в системе почва - факторы. Как и В. Р. Волобуев, И. А. Соколов сделал очень много для развития этого направления, рассматривая его как самостоятельный раздел теоретического генетического почвоведения. Он показал, что термин экология почв правомочен, раздел экология почв равноправен с такими разделами почвоведения, как генезис и география почв, а объект и предмет этой области знаний специфичен.
В отличие от учения о генезисе экология почв не занимается познанием механизмов формирования почвенных свойств. В отличие от географии почв она изучает распределение почв не в реальном географическом пространстве, а в абстрактном многомерном координатном пространстве, где в качестве координат может выступать любое сочетание факторов почвообразования или отдельных их характеристик.
И. А. Соколов подчеркивал, что экология почв может рассматриваться как самостоятельный раздел, как связующее звено между учениями о генезисе и географии почв и писал: "Единство этих трех разделов и составляет ядро фундаментального почвоведения, на котором базируются все прикладные его ветви" [Соколов, 1993: 64-65].
И. А. Соколов также предложил понятийно-терминологический аппарат, систему методов, принципов и законов (общих закономерностей) экологии почв [1993].
Он дал в рамках экологии почв толкование некоторых распространенных терминов и ввел новые, специфичные, в том числе экологическое пространство, экологическое поле, экологическая ниша, экологический ареал и т. д., а также широко используемый в настоящее время - сенсорность почв.
Им сформулирован ряд законов распределения почв в частном реальном экологическом пространстве (экологическом пространстве, образованном частью существующих в настоящее время факторов или их характеристиками) для зрелых автономных почв, а также закономерностей, относящихся к некоторым более частным вопросам экологии почв, среди них законы: литогенной полирефлекторности климатических условий, климатической конвергенции почвообразования, экологической полисенсорности почв к изменению условий климата, закон сложной иерархии факторов и др. И. А. Соколовым [1993] впервые показано, что законы почвенно-экологических связей (т. е. связей среда - почва ) могут быть различны (и даже противоположны) для разных педокосмов: гумидного - мира элювиальных выщелоченных, кислых ненасыщенных, ферри-сиалитных мезоморфных и гидроморфных почв и аридного - мира аккумулятивных, насыщенных, нейтрально-щелочных, карбонатных и (или) засоленных ксероморфных почв. Им также впервые обращено внимание на то, что увлажненность в большей степени обусловливает качественную направленность почвообразования в то время, как термический фактор ответствен за количественную его сторону, интенсивность почвообразовательных процессов. Мы не обсуждаем в настоящей статье законы экологии почв, предложенные И. А. Соколовым [1993], а отсылаем читателей к его оригинальной работе. Эта работа - одна из наиболее продвинутых в методологическом отношении в настоящее время.
Таковы основные - этапные - разработки по экологии почв.
Имеется еще серия публикаций, где так или иначе используется сочетание слов почва и экология: экологическое почвоведение [Соболев, 1954; Карпачевский, 1998], почвенная экология, или педоэкология [Кылли, 1988], экопедология [Чирита, 1965] и др., при этом смысловые нагрузки их различны. Так, экологическое почвоведение, по мнению Ф. С. Соболева [1954], есть часть биогеоценологии, устанавливающая взаимосвязь между растительным покровом и почвой, а Л. О. Карпачевский [1998] считает предметом этого направления изучение экологических функций почв. С. Чирита [1965] рассматривает экопедологию как область науки, исследующей почву как среду обитания растений, а Р. К. Кылли [1988] считает, что "педоэкология, или почвенная экология, - это наука о почве (педосистеме) как среде существования (функционирования) зависящих от почвы организмов, которые полностью, отчасти или временно являются составными частями живой фазы почв или связаны с ней потоками веществ и энергии. Педоэкология изучает как взаимоотношения внутри живой фазы почвы, так и эдафона с абиотическими фазами почвы" [1988]. Он подчеркивал, что педоэкология является более узким понятием в отношении почв, чем экология почв.
И. А. Соколов [1993] считает, что экологическое почвоведение изучает почву как среду обитания организмов и как компонент экосферы, и оно включает в себя такие прикладные разделы науки о почве, как сельскохозяйственное и лесное почвоведение. По его мнению, экология педобиоты, или экология почвенных организмов, должна рассматриваться как раздел общей экологии организмов, изучающий экологию организмов, обитающих в почве.
Таким образом, экология почв - это наиболее широкое понятие.
Как ясно из приведенного обзора, предметом "экологии почв" во всех этапных работах выступают закономерности, действующие в системе почва - факторы, или закономерности соотношений между почвой и средой ее формирования. Это дает основания для изучения почвы только как "черного ящика", а закономерности ее внутренних превращений, ее функционирования оказываются за пределами интересов этого раздела науки.
Почва, с одной стороны, является биокосным телом, или биокосной экологической системой, поскольку в ней биотические и абиотические компоненты связаны потоками вещества и энергии. В то же время почва как тело, в котором взаимодействуют организмы и абиотические компоненты, сама собой 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 (той биотой, которая не составляет с почвой ее тело, например, растения) средой, обмениваясь в целом веществом, энергией и информацией с этой средой. И, таким образом, одним из главных вопросов экологии почв должно быть изучение не только внешнего обмена веществом и энергией почвы с окружающей средой, в том числе с факторами-почвообразователями, но и внутреннего единства, внутренних причинных связей ее как системы. Многие исследователи, рассматривающие почву только как абиотическую среду по отношению к организмам, считают словосочетание экология почв недопустимым. Но абиотическая среда - это отдельные компоненты почвы, сама же она представляет собой биокосную (биоцентрическую) экологическую систему (с живым в центре). В то же время экология все более из чисто биологической науки становится наукой биоцентрической, рассматривающей, как писали Н. Ф. Реймерс и А. В. Яблоков, "некую совокупность предметов и явлений с точки зрения объекта (как правило, живого или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности" [1982: 137]. Среди центрального объекта экологических систем могут быть как биологические организмы, так и биокосные тела, к которым и относится почва. Следовательно, под экологией почв можно понимать науку о почве как об экологической системе или науку о закономерностях функционирования почв в биосфере. Думаю, что на данном этапе развития этого направления объект и предмет "экологии почв" можно сформулировать так: объект - структурно-функциональная организация почвы как системы биосферного типа, т. е. открытой природной саморегулируемой системы; предмет - познание структурно-функциональной организации почвы, ее обусловленности и связей с внешними факторами среды или общие законы функционирования почвы как системы биосферного типа.
Таким образом, экология почв должна изучать законы функционирования почв в биосфере.
Экология почв, как и другие науки об экосистемах, должна заниматься вещественно-энергетическим обменом внутри почвы и с окружающей ее средой, выявлять общие закономерности этого обмена и устанавливать законы функционирования почв. Среди задач этой науки, которая, как подчеркивал И. А. Соколов [1993], не занимается вопросами механизма почвообразования (генезис) и пространственного распределения почв (география), надо полагать, должно быть и выявление законов "включения" механизмов формирования почв, т. е. установление причин появления тех или иных процессов и причин, заставляющих их действовать; и всестороннее выяснение роли почв в устойчивости экосистем с целью возможности управления ими и прогнозирования их поведения в меняющейся естественным путем или под влиянием человека обстановке; и выяснение механизмов поддержания биоразнообразия, связанных с почвами; и функции почв в экосистеме, в том числе протекторная, и многие другие.
Однако до сих пор в рамках экологии почв занимались только выяснением элементарных проявлений взаимодействия почв со средой, установлением простейших форм воздействия факторов среды на функционирование почв. Ни объект, ни предмет экологии почв как науки о функционировании системы биосферного типа до сих пор не определялись, а те определения, которые имеются, отвечают только одной стороне функционирования почвы как системы - ее внешним связям.
Таким образом, с одной стороны, экологию почв рассматривают как раздел теоретического генетического почвоведения, равноправный с другими его разделами - генезисом почв и географией почв, составляющими теоретическую основу почвоведения, с другой, почва представляет собой природную экологическую систему, подчиняется общим законам функционирования природных систем любого иерархического уровня и, следовательно, экология почв должна быть разделом экологии.
Вопрос о месте экологии почв в системе научных знаний еще не решен. Возникшую на стыке двух естественно-исторических наук - почвоведения и экологии - экологию почв тем не менее нельзя рассматривать просто как интеграцию двух наук, а следует понимать как особую специфическую науку со своими законами, методами, принципами и правилами, которая решает широкий круг проблем, связанных с функционированием биосферы (и ноосферы). Именно "встречное движение наук о биосфере", о котором говорил Н. В. Тимофеев-Ресовский, а не "взаимодополнительность, не комплиментарность, не растворение одной науки в другой - вот наиболее существенная особенность развития биосферного естествознания, биосферного класса наук. Каждая наука, сохраняя свою внутреннюю специфику, вместе с тем раскрывает определенный аспект целостности биосферы" [Тюрюканов, Федоров, 1996: 167]. Представляется, что экология почв является одним из самостоятельных учений биосферного класса наук.
Примером встречного движения наук о биосфере и формирования не интегрированной, а новой синтетической науки является ряд законов экологии почв, сформулированных И. А. Соколовым [1993] в рамках этого учения как раздела генетического почвоведения. Предложенные законы, отражая реально существующие закономерности поведения почв в природе, являются одновременно законами экологии почв и в том случае, если она выступает как раздел почвоведения, и в том, если экология почв рассматривается как учение о функционировании почв в биосфере. Это позволяет рассматривать ее как самостоятельное учение в ряду биосферного класса наук, возникшее не в недрах одной из областей естественно-исторических наук - почвоведения или экологии, а в недрах учения о биосфере в целом.
Любая отрасль знаний, когда она оформляется в самостоятельную науку, должна прежде всего, кроме определения объекта и предмета науки, представить основные понятия и термины. В экологии почв, к сожалению, до сих пор используются заимствованные из географии и других наук термины (например, ареал, ниша, зона, поле и т. д.) и их трактование, хотя между методологической основой географии и экологии почв есть существенная разница.
В экологии почв иные границы понятий, отличающиеся от широко используемых в географии и почвоведении в настоящее время, поскольку экология почв - это наука абстрактных, а не реальных, конкретных понятий. И. А. Соколов [1993] обращает внимание на то, что понятия географического и экологического пространства резко отличаются: первое является реальным, физическим и имеет прерывисто-непрерывный характер, тогда как второе - координатное, абстрактное - всегда представляет собой континуум, т. е. непрерывное единство, непрерывное пространство. То же самое касается границ географического и экологического пространств: они неоднозначны. Он подчеркивает, что в географии принимается во внимание не только характеристика объекта, но и его распространенность, площадь, которую он занимает, тогда как в экологии почв все участки экологического пространства, т. е. все комбинации факторов равноправны, а также то, что законы географии почв реальны, а экологии - абстрактны, хотя это не делает их менее объективными. Практически, географические закономерности есть частный случай реализации законов экологии почв.
Не разработан также специальный понятийно-терминологический аппарат описания и интерпретации материалов исследований, касающийся внутренних структурно-функциональных особенностей почвы как экологической системы, и терминология, необходимая при описании почвы как целостности и отправления ее функций.
Таким образом, понятийно-терминологический аппарат экологии почв требует его дальнейшей разработки: уточнений, расширений, введения новых моносемантических терминов согласно специфике рассматриваемой науки.
Методы и методики получения информации в экологии почв практически мало отличаются от тех, которые используются в почвоведении и других науках естественно-исторического направления.
В то же время система методов интерпретации в экологии почв специфична и находится также в стадии разработки. В ее основе лежат системный подход и сравнительно-экологический метод - сопоставление почв, формирующихся при разных комбинациях факторов почвообразования и их характеристик. Но при современном уровне науки наиболее надежные результаты получаются тогда, когда сопоставляются почвы, условия формирования которых различаются по минимальному количеству факторов, в идеале - по одной характеристике (правило монофакторности). Совершенствование математических методов, накопление массовых, достоверных материалов, использование информационно-логических методов позволяют надеяться на возможность проведения в будущем сложных сравнительно-экологических анализов. Сейчас пока опыта анализа полного экологического пространства - абстрактного многомерного пространства, в котором в качестве координат выступает совокупность всех в принципе возможных в условиях земли комбинаций факторов почвообразования, не существует. При сравнительно экологическом анализе требуется не только очень большой объем информации, но и определенные способы ее организации (уплотнения). В настоящее время эта проблема может быть решена, поскольку имеются компьютерные программы анализа почвенно-экологических связей, хотя объем информации, требующийся для описания полного экологического пространства, и его анализ, а тем более с учетом основных закономерностей его функционирования, пока неподвластны даже самым мощным компьютерным системам. Более мелкие подразделения экологического пространства и индивидуальные объекты экологии почв уже можно успешно анализировать при наличии соответствующих баз данных и программ их сравнительного анализа.
Для организации (уплотнения) информации с целью сравнительно-экологического анализа простых закономерностей используются также экологические матрицы, графики, уравнения регрессии и др. Именно одним из них - графическим приемом - пользовался в своих разработках по экологии почв и их практической реализации В. Р. Волобуев [1953; 1963; 1973].
Таким образом, практически пока не существуют методы, которые позволили бы анализировать и оценивать одновременно сверхбольшие объемы информации о свойствах почв, факторах почвообразования и наборе их характеристик, необходимых для выведения закономерностей распределения типов почвообразования и почв в полном экологическом пространстве. Совершенствование имеющихся и разработка новых методов остаются до сих пор одними из самых актуальных проблем экологии почв.
Полная, адекватная и надежная интерпретация материалов в рамках экологии почв как науки биосферного класса невозможна без описания и формулировки общих и более частных законов экологии почв. И это также предстоит еще сделать.
Таким образом, наука экология почв находится еще в стадии становления. Она, естественно, должна быть выделена в отдельный раздел биосферного класса наук. Объектом ее должна быть почва как экологическая система, а предметом - законы ее структурно-функциональной организации, закономерности и связи с окружающей ее средой, заключающиеся в обмене веществом и энергией. Методологической основой изучения внешних связей почвы как экологической системы на данном этапе развития этой науки могут служить разработки В. Р. Волобуева, И. А. Соколова, а также материалы и подходы, имеющиеся в работах, рассматривающих более частные вопросы по отношению к экологии почв [Иенни, 1948; Кылли, 1988; Карпачевский, 1998; и др.]. В качестве методологической основы изучения внутренних связей в почве как экосистеме могут быть использованы подходы А. А. Ляпунова и А. А. Титляновой [1971], разработанные ими для изучения круговорота вещества и энергии в биогеоценозах.
В целом она должна основываться на естественно-историческом подходе В. В. Докучаева, который предсказал необходимость развития таких аспектов роли почвы в биосфере и предвосхитил ее появление.
Список литературы1 Волобуев В. Р. Введение в энергетику почвообразования. М., 1974.
2 Волобуев В. Р. Почвы и климат. Баку, 1953.
3 Волобуев В. Р. Система почв мира. Баку, 1973.
4 Волобуев В. Р. Экология почв. Баку, 1963.
5 Докучаев В. В. Избранные сочинения: В 3 т. М., 1948-1949. Т. 1-3.
6 Иванова Е. Н., Розов Н. Н. Классификация почв СССР // Докл. совет. почвоведов: VII Междунар. конгр. почвоведов в США. М., 1960.
7 Иенни Г. Факторы почвообразования. М., 1948.
8 Карпачевский Л. О. Экологическое почвоведение. М., 1998.
9 Кылли Р. К. Педоэкологический анализ фитопродуктивности, биогеохимических потоков веществ и гумусного состояния в естественных и культурных экосистемах: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Новосибирск, 1988.
10 Ляпунов А. А., Титлянова А. А. Системный подход к изучению круговорота вещества и потока энергии в биогеоценозах // О некоторых вопросах кодирования и передачи информации в управляющих системах живой природы. Новосибирск, 1971.
11 Прасолов Л. И. Генезис, география и картография почв. М., 1978.
12 Реймерс Н. Ф., Яблоков А. В. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы. М., 1982.
13 Соболев Ф. С. Почвообразовательный процесс и этапы развития растительности // Почвоведение. 1954. N 1.
14 Соколов И. А. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск, 1993.
15 Титов И. А. Взаимодействие растительных сообществ и условий среды. М., 1952.
16 Тюрюканов А. Н., Федоров В. М. Н. В. Тимофеев-Ресовский: Биосферные раздумья. М., 1996.
17 Чирита С.В. Экопедология. Бухарест, 1966.
18 Эвальд Э. О взаимоотношении исследований в области генезиса и экологии почв (на примере изучения органического вещества) // Почвоведение. 1972.
Похожие работы
... и транссупераквальных элементарных экогеосистем, к которым приурочены опорные участки с заложенными почвенными разрезами. Местные геохимические особенности горных пород определяют во многом главные черты геохимии почв региона. В геологическом отношении высотно-экологический профиль является однородным и монолитным – горными породами служат калиевые верхнепалеозойские гранитоиды. В сравнении с ...
... 17 Строительные отходы 226728,00 251600,00 465530,00 18 Древесные отходы 5640,00 1881,00 1036,00 19 Черный металлолом? 15543,00 20046,00 25129,00 20 Цветной металлолом 1227,80 266,30 21 Металлсодержащие шламы и пыли 25129,00 Приложение 2 Обзорная справка «Проблемы и перспективы развития авторециклинга г.Москве. Зарубежный опыт» ...
... Особое значение такие исследования приобретают в условиях высокогорных ландшафтов, которые при современном уровне антропогенной трансформации природных комплексов играют важнейшую роль в сохранении генофонда биологического разнообразия и выступают в качестве эталонных участков биосферы (Конева, 2007). Рис. 4. Фрагмент ландшафтной карты водораздельного экотона хребта Малая Хатипара. ...
... друг друга, поэтому функционально схожие сообщества могут иметь различный видовой состав. Сообщества постоянно меняют свой внешний облик (лес весеннее – летнее - зимний периоды). Влияние той или иной популяции в биоценозе простирается до отдаленных его частей через конкурентов, хищников и жертв. Например, насекомоядные птицы, поедая насекомых опылителей, влияют косвенно на количество плодов.
0 комментариев