Экосистемные функции почвы

ВОПРОС 3. Методология охраны почв

Система знаний, объединяемых под эгидой понятия «Охрана почв», базируется на главных методологических принципах генетического почвоведения, включающих следующие концепции (Почвоведение, 1988. Т. 1, с. 14-15):

- ведущей роли живых организмов в формировании почвы как самостоятельного естественно-исторического тела природы;

- понятия о почве как неразрывной совокупности генетических почвенных горизонтов (концепция почвенного профиля);

- факторов почвообразования – комплекса взаимосвязанных и взаимозависимых природных и антропогенных явлений, под одновременным и интегрированным воздействием которых формируются, развиваются, эволюционируют и преобразуются почвы;

- почвообразовательного процесса – сложного комплекса почвенных процессов, являющихся результатом взаимодействия трансформации (синтеза и разложения) и миграции (вертикальной и горизонтальной) органических и минеральных веществ;

- историзма почвообразования, последовательных его стадий и эволюции почв;

- типов почв и типов почвообразования как стадий на длинном пути развития почвообразовательного процесса;

- современного почвенного покрова как стадии в истории развития земной поверхности;

- типа почв как главной формы существования почвенных тел;

- почвенных режимов как главной формы динамики почвообразовательного процесса и функционирования почв;

- почвенных зон и зональных типов почв как основной формы организации ПП Земли, отражающей структуру и историю эволюции земной поверхности при постоянном взаимодействии геосфер (лито-, гидро-, атмо- и биосферы);

- систематики и классификации почв как отражения реально существующих в природе генетических и географических связей и различий между реальными почвами;

- непрерывности почвенного покрова, в котором нет резких границ между отдельными почвенными образованиями;

- плодородия почвы как её исторически формирующейся главной функции, обеспечивающей жизнь на Земле и являющейся результатом жизни;

Почвы выполняют многочисленные экосистемные и глобальные функции (таблицы 1 и 2 по Добровольскому, 2006).

Почва как природное тело входит в экосистемы в качестве особой подсистемы, связанной с другими подсистемами данной экосистемы и окружающих экосистем прямыми и обратными функциональными связями.

Таблица 1

Физические	Химические и физико-химические	Биологические	Информационные
Жизненное пространство. Механическая опора. Аккумулятор влаги. Защитная экологическая ниша. Депо семян, эмбрионов, цист.	Аккумуляция биофильных элементов, ферментов, биохимической энергии. Сорбция веществ, микроорганизмов Деструкция и минерализация органических остатков. Ресинтез органических и минеральных веществ.	Среда обитания организмов. Связующее звено биологического и геологического круговорота веществ и энергии. Биологическая продуктивность (плодородие).	Регуляция структуры экосистем. Сигнализация изменений состояния экосистем. Запись и хранение показателей и истории экосистем (почва-память).

Основными экологическими функциями почв в системе биосферы являются следующие:

1 и главная глобальная функция (ГФ) почвы – это обеспечение существования жизни на Земле. Почва – это следствие жизни и одновременно условие её существования.

2 важнейшая ГФ – это обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) веществ на земной поверхности.

3 ГФ – регулирование химического состава атмосферы и гидросферы.

4 ГФ – регулирование биосферных процессов.

5 ГФ – аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.

Нарушения глобальных функций педосферы чреваты существенными изменениями в биосферных процессах, так как состояние почвенного покрова в значительной мере определяет глобальные изменения климата, биоразнообразие и устойчивое развитие биосферы.

ВОПРОС 4. Методы исследований состояния почв и ПП

В мониторинговых исследованиях, связанных с решением задач по охране почв, используется широкий комплекс методов, принятых в почвоведении. Суть основных методов излагается ниже.

Профильный метод заключается в изучении почвы с поверхности на всю глубину её толщи последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материнской породы и сопоставлении изучаемых свойств, что позволяет судить о почвенных режимах и развитии почвообразовательного процесса.

Морфологический метод – визуальное изучение почвенного профиля невооруженным глазом (макроморфологический) или с помощью лупы и бинокуляра (мезоморфологический), или посредством микроскопов (микроморфологический). Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех почвенных исследований. Профильный и морфологический методы разработаны В.В. Докучаевым.

Сравнительно-географический метод реализуется путем сопоставления почв и соответствующих факторов почвообразования в их историческом развитии и пространственном распространении, что позволяет делать заключения о генезисе почв и закономерностях их географии.

Методы почвенных монолитов и лизиметров основаны на принципах физического моделирования процессов на почвенных колонках (монолитах) с ненарушенным сложением и стоковых площадках. На монолитах изучают передвижение почвенных растворов, обмен ионов и т. п., а на стоковых площадках – поверхностный и внутрипочвенный сток, эрозию почв.

Метод почвенных ключей основан на детальном генетико-географическом анализе небольших репрезентативных участков – ключей и интерполяции получаемых таким путем заключений на большие территории с однотипной структурой почвенного покрова (СПП), что позволяет изучать их с экономией средств и времени.

Метод почвенно-режимных наблюдений заключается в измерении величины каких либо параметров (температуры, влажности, содержания гумуса, химических элементов и т. п.) в одной и той же почве в течение длительного времени (сезон, год, несколько лет) через заданные промежутки. Этот метод является основным при любом мониторинге, в том числе – биосферном.

Балансовый метод, как и предыдущий, служит для изучения кинетики почвообразования. Он основан на учёте изменения запаса какого-то вещества (воды, соли, гумуса и т. п.) или энергии в единице объёма почвы за определённый период времени.

Полевые исследования почв осуществляются экспедиционными и стационарными методами. Сюда относятся рекогносцировочные маршруты, картографирование почвенного покрова в заданном масштабе, многолетние режимные наблюдения на специальных стационарах в заповедниках и опытных станциях, многофакторные полевые эксперименты по изучению плодородия и мелиорации с использованием лизиметров и стоковых площадок.

Перспективны, но пока мало используются аэрокосмические методы (инструментальное и визуальное изучение фотографий земной поверхности, полученных в разных диапазонах спектра с разной высоты, а также прямое исследование с самолетов и космических аппаратов спектральной отражательной или поглотительной способности почвы). Эти методы позволяют исследовать не только географию почв, но и динамику величин ряда важных параметров – влажности, плотности, содержания солей и гумуса.

Метод почвенных вытяжек (водных, солевых, кислотных, щелочных, спиртовых и др.) основан на гипотезе об экстракции из почвы при контролируемых условиях взаимодействия какого-то определенного соединения (или их группы). Метод особенно широко используется при изучении миграции химических элементов и солей.

Весь современный набор аналитических методов – физических, физико-химических, химических и биологических – довольно широко используется в почвоведении для определения вещественного состава почв. Эти методы, а также микроморфологический, физического и математического моделирования почвенных процессов, инструментальная обработка фактических материалов и данных исследований применяются в лабораторных условиях.

Радиоизотопные методы применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах и экосистемах с использованием меченых атомов (радиоактивных изотопов).

При выборе аналитических методов исследования по проблеме охраны почв руководствуются действующими ГОСТами.

Таким образом, мы сегодня познакомились с основными понятиями. составляющими суть предмета «Охрана почвы». В дальнейшем, на следующих лекциях и лабораторных занятиях мы познакомимся с ними более детально.

Дата добавления: 2014-01-06