Тюрюканов А.Н. О чём говорят и молчат почвы
advertisement
О ЧЕМ ГОВОРЯТ И МОЛЧАТ ПОЧВЫ А. Н. Тюрюканов М.: Агропромиздат, 1990 г. ВВЕДЕНИЕ Наука все идет, идет, А веру все с земли сживают, Зато так души простывают, А многие — уж чистый лед! Ф. Глинка Испокон веков поклонялся человек земле, а вернее — Почве. Ей, матушке-кормилице, посвящал он легенды и былины, ее, родимую, воспевал в поэмах и песнях. Он наделял ее плодородием, хотя плодородие — это генетическое свойство живого. Значит, почва — живое тело? И да, и нет. В 1 грамме луговой почвы живет и “трудится” до полутора миллионов клеток микроорганизмов, сотни тысяч мельчайших беспозвоночных — простейшие, ногохвостки, клещи и другие. Но в то же время по весу почва на 90 и более процентов состоит из минеральной массы, воды, гумуса и других неживых образований. Так что же такое почва? Почва — это особое естественноисторическое тело Природы, “кожа” планеты, память жизни или, выражаясь языком кибернетики, управляющая система биосферы. От отдельных организмов (живых существ) и совокупности всего живого на Земле (живого вещества) через круговороты жизни и смерти к организованности всей биосферы — таковы созидательная роль и функции почвы. Непременное условие “работы” почвы — пространственно-временная организованность ее жизни. География почв и динамика почвенных процессов, заданная суточным и годовым ритмами жизни в течение длительного времени, предстают перед нами как продукт Времени, в сравнении с которым наша жизнь — всего лишь миг. Говорят, что время — деньги, но деньги — не Время. На деньги время не купишь, разве что машинно-компьютерное. Река времен в своем стремленья Уносит все дела людей И топит в пропасти забвенья Народы, царства и царей. А если что и остается Чрез звуки лиры и трубы, То вечности жерлом пожрется И общей не уйдет судьбы! Но именно “река времен”, по образному выражению Г. Р. Державина, создает почвы, даря их грядущим поколениям во имя жизни на Земле, с надеждой на планетарный разум человечества — венца эволюции, как любит говорить человек, зараженный недугом антропоцентризма. В почве “зарыта” его совесть и его мудрость. Почва молчит, но это может быть молчание и верного друга, и грозного врага. Небрежное обращение с почвой стоило жизни целым народам. Археология и история дают этому много примеров. Эрозия почв, засоление и заболачивание — пожалуй, основные причины болезней и гибели почв, падения биопродуктивности ландшафтов и в конечном счете откочевки народов в небытие. О судьбе почв в наши дни расскажем позже, но о мелиораторах с мощной техникой и “бульдозерным” мышлением, сдирающих “кожу” с лика Земли, следует упомянуть уже сейчас. Человек, по словам В. И. Вернадского, стал “мощной геологической силой”, и горе, если эта сила, умноженная техникой и ею же ослепленная, двинется танкоподобными чудовищами на безмолвствующую почву. Почвы молчат, но почвы мстят. Иначе чем объяснить, что за последние два века вложения капитала в сельское хозяйство увеличились в тысячи раз, а урожаи — всего в 2—3 раза. Выходит, дело не в деньгах, а в чем-то другом: может быть, в дефиците разума при общении с почвой? Или в слишком слабом акценте на понятии “почва — память, почва — друг”? Техническое и химическое насилие должно уступить место разумному биосферно-биогеоценотическому отношению к ней. Если Докучаев, Измаильский, Советов, Стебут, Вавилов, Мальцев и другие наши агрономы и практики могли дружить с почвой, то почему же сейчас многие ученые предпочитают язык асфальтового наукообразия? Сегодня много и сложно говорят о системном подходе к решениям тех или иных проблем. А ведь системный подход есть не что иное, как добрая старая мудрость: прежде чем что-то сделать, надо подумать. Не бойтесь взять это время у дела. И делу поможете, и окружающему нас миру не навредите. Человек стал умным, но еще не стал мудрым, еще не научился мыслить во времени. Какой-то шутник придумал формулу, которой можно записать наши действия: Д2ПР — давай, давай, потом разберемся. Только потом уже не разобраться — слишком велики будут завалы бездумных дел. 1 Поразительно мало знают люди о самом главном своем богатстве — почвах. В эпоху так называемого научнотехнического прогресса под шумовые эффекты и литавры массовых средств информации заставили нас забыть о болевых нервах, которые находятся вне человеческого тела. Социально-идеологический наркоз сделал незаметной и нечувствительной главную рану человечества — разрушенный почвенный покров — израненную “кожу” планеты. Сто лет назад великий ученый Василий Васильевич Докучаев объявил человечеству, что почва — это особое тело природы, точно так же, как растения, животные и минералы. Докучаевское генетическое почвоведение — гордость русской науки. Русские слова “чернозем”, “подзол”, “солонец”, “солодь” знают профессионалы всего мира и ими называют свои почвы. Мы как-то привыкли, говоря о почве, иметь в виду только сельское хозяйство, забывая, что на почвах располагаются сотни миллионов гектаров лесов, огромные массивы лугов, степей, болот и т. д. Забываем, что без почвоведения невозможно обойтись в лесоводстве, луговодстве, болотоведении, тундроведении, гигиене и санитарии, в геологии, при рекультивации земель и во многих других сферах жизни. Как не хлебом единым жив человек, так и не единому хлебу служит почва. Такое многоплановое “служение” обусловлено ее происхождением и многоплановым функционированием. Именно эта многоплановость отражает цельность, великое единство природы, тайну которого открыл Докучаев в учении о почве. Вот как охарактеризовал значение этого открытия создатель научного лесоведения и лесоводства, выдающийся русский ученый, “предтеча” биогеоценологии Георгий Федорович Морозов. Когда его избрали почетным членом Почвенного комитета при Московском обществе сельского Хозяйства, он в своем благодарном письме написал следующее: “В моей жизни учение Докучаева сыграло решающую роль и внесло в мою деятельность такую радость, такой свет и дало такое нравственное удовлетворение, что я и не представляю себе свою жизнь без основ докучаевской школы в воззрениях ее на природу. Природа сомкнулась для меня в единое целое, которое можно познать, только стоя на исследовании тех факторов, взаимодействие которых и дает этот великий синтез окружающей нас природы. Правда, дело касается преимущественно почвы, но мне кажется, что и нет в природе никакого другого тела или явления, которое бы в данное время так конкретно показало значение географического синтеза. В этом отношении не будет преувеличением думать, что докучаевское учение является гениальным дополнением к другому великому учению — учению Дарвина. Исходя из почвоведения, научившись разбираться в почвах в самой природе, я сознательно, не механически эти принципы и эти привычки перенес в другой мир — в жизнь и формы леса, отсюда — то учение о типах, в создании которого я принимаю деятельное участие. Оно возникло в среде лесоводов независимо от ботаники и делит весь лесной мир на две половины — сторонников и противников; причем для первых это — свет и истина, для вторых — мрак и заблуждение... Докучаевское почвоведение страшно много дает натуралисту, и без знакомства с ним, мне кажется, почти немыслимо работать в области ботанической географии. Принципы докучаевского почвоведения дают опору не только для науки, но и для преподавания, не только для теории, ищущей истины, но и для прикладных наук, имеющих целью осуществить эти истины в жизни”. Личность и труды Г. Ф. Морозова, как и его ученика Владимира Николаевича Сукачева, ждут своих летописцев и широкого признания в народе. Русский лес того требует, а с ним и лесные почвы земного шара. Наука сама по себе интернациональна, что, однако, не исключает существования различных научных школ. Специфика русской науки, которая всегда имела мало средств, но зато немало талантов, прежде всего, состояла в том, что русские ученые со времен Петра Великого и Ломоносова описывали природные ресурсы своего отечества. Жажда познать мир, благородная цель служения своему обществу, романтика дальних дорог и плаваний всегда были в крови русского человека, не говоря уж о профессиональных путешественниках, таких как Степан Крашенинников, Витус Беринг, Николай Михайлович Пржевальский, Василий Васильевич Докучаев,... многих других. Жизнь и деятельность этих удивительных людей может и должна стать примером для нашей молодежи. К великим путешественникам следует отнести Петра I, Александра Сергеевича Пушкина и Антона Павловича Чехова, подарившего науке “Остров Сахалин”. Список специальных почвенных экспедиций тоже велик. Большой импульс подобного рода экспедиционным работам дала созданная Владимиром Ивановичем Вернадским в 1915 году Комиссия по изучению производительных сил России. Несколько раньше, в 1908—1912 годах, развернулись большие почвенно-ботанические исследования на просторах азиатской части России, так называемые переселенческие работы, сопровождавшиеся картографированием почв — главным результатом и документом почвенных исследований. Сейчас, когда аппараты и люди побывали на Луне, а выражение “лунный ландшафт” стало обыденным, мы поновому вглядываемся в лик Земли. В самом деле, удивительно: геодерма,— “кожа” планеты,— особое, уникальное образование, которое, как и жизнь, есть только на Земле. Мы говорим “лунный грунт”, но не говорим “лунная почва”. На Луне нет жизни, нет водной и газовой оболочки, а потому нет и почвы. Мы уже с вами знаем, что в течение миллиардов лет посылаемая на Землю солнечная энергия частично перехватывается живым веществом, переходит в энергию химических связей, создает неповторимый спектр полученных химических соединений, меняет поверхностный слой Земли, создавая ее биосферу. Биосфера охватывает толщи осадочных пород, кору выветривания, Мировой океан и всю атмосферу. Но наибольшее сгущение живого вещества в биосфере, а также интенсивный синтез и распад неисчислимого множества органических, минеральных и органоминеральных веществ совершается в почвах и в их гомологах — илах водоемов, в этих, по словам В. И. Вернадского, “областях сгущения жизни”. 2 Когда и как возникают почвы? С чего они начинаются? Сколько времени нужно на создание почвы? Какие родственные генетические связи существуют между почвами? Можно ли управлять почвообразовательными процессами? Куда и какими темпами идет эволюция почв? И, наконец,— какова судьба человечества глазами наших почв? Все эти вопросы нелегкие. Антропоцентризм всегда мешал человеку в его взаимоотношениях с природой. Время создания почв измеряется многими человеческими поколениями, а человек, к сожалению, привык мыслить в пределах только своей собственной жизни. В этой невидимой битве несоизмеримых времен он одержал множество пирровых побед, но после каждой такой победы сам становился все беднее, оставляя потомкам огромное бремя расходов на продолжение вечного боя. Еще в 1899 году профессор В. В. Докучаев писал: “Как известно, в самое последнее время все более и более формируется и обособляется одна из интереснейших дисциплин в области современного естествознания (учение о биосфере в нашем понимании.— А. Г.), именно: учение о тех многосложных и многообразных соотношениях и взаимоотношениях, а равно и о законах, управляющих вековыми изменениями их, которые существуют между так называемой живой и мертвой природой, между а) поверхностными горными породами, б) пластикой земли, в) почвами, г) наземными и грунтовыми водами, д) климатом страны, е) растительными и ж) животными организмами (в том числе, и даже главным образом, низшими) и человеком — гордым венцом природы. И эти закономерности, можно сказать, незыблемые, вековечные соотношения, находясь в основе, в корне наиболее существенных этнографических, исторических, бытовых, даже экономических, социальных и всех возможных культурных особенностей и проявлений — всегда, от века, роковым, неотразимым образом тяготели над всем человеческим миром; и поныне, как дамоклов меч, висят над ним, связывая мнимого господина земли по рукам и ногам, несмотря ни на какие успехи цивилизации, ни на какие открытия науки Шопена и Чайковского. О тишине, в которой Терентий Семенович Мальцев слушает многозвучие дышащей плодородием почвы. Только в земной безмашинной тишине можно услышать, если есть у тебя душа, эти звуки. Почва живет. Почва дышит. В почве постоянно рождается жизнь. А жизнь — это не только питание, но и выделение. Это не только дыхание, но и отмирание. Это не только синтез, но и разложение. И все это круговертится, и все это неумолимо захватывается молодой жизнью и отзывается плодородием. В этой книге рассказывается о почвах не в традиционном ключе учебника почвоведения, где всегда все “правильно”. К сожалению, эта “правильность” со временем становится учебной формой бюрократизма, тормозит поток жизни и знания. Нами командует один полководец — Время. Он маневрирует по широкому фронту научных и практических проблем, иногда включая в “вечный бой” генетические резервы человечества в виде гениев, талантов или просто мудрых людей. Сколько веков человек пахал почву с оборотом пласта, пока Терентий Семенович Мальцев с глубоко философских позиций, основываясь на своей наблюдательности и практике, не доказал, что это деяние противно почве и природе, что не так должен общаться человек с почвой. Не насилие, а ласка — нужна почве, и тогда она ответит человеку плодородием. Сейчас для понимания почвообразования, надо “поднять глаза к небу”, в Космос. Оттуда идет поток энергии, там “решался” вопрос о создании биосферы на планете Земля — этого приемника и трансформатора солнечной энергии в энергию жизни. Итак, от биосферы — к почвам, от почв — к человечеству через Время. Глава первая БИОСФЕРА И ВИТАСФЕРА ЗЕМЛИ Пусть те из нас, кто хроник не читал, Позволят мне помочь им, а читавших Прошу смиренно извинить мне то, Что время, числа и поток событий Здесь не даны со всею правдой жизни И широтой... Вильям Шекспир. “Король Генрих V” ... Идет гражданская война. В стране голод и разруха. А в это время крупнейший русский естествоиспытатель — геолог Вернадский завершает первые контуры общего учения о биосфере, которому суждено стать естественно научной основой проблемы “Биосфера и человечество”. Эта проблема по своей громадности, сложности и неподготовленности к ней социально и государственно разобщенного человечества уже стала перед Homo sapiens в глобальном масштабе. На смену прорицателям и астрологам приходят футурологи — ученые с широким кругозором, рисующие картины будущего красками нашей современности. Вал предсказаний растет, захлестывая человека потоками информации и прогнозов. Физика и ее дитя Техника уже в состоянии “перевернуть мир”, а вместе с ним и человечество. На арену выходит Биология, она в фаворе, живет в роскошных геремах — лабораториях и институтах. Но вдали от этих теремов — в лесах и степях, тундрах и пустынях, в водоемах и горах живет живая жизнь — геологически и исторически сложившиеся совокупности организмов во вполне конкретном пространстве и времени. Вместе с биогенными и инертными (косными) компонентами среды эти сообщества составляют реально существующие, эволюционирующие и в то же 3 время устойчивые активные структуры биосферы — биогеоценозы. Через познание работы биогеоценозов к познанию и управлению биосферой — таков естественный путь науки будущего. Средства нарушения структуры и работы биогеоценозов на Земле огромны и, к сожалению, не контролируются должными знаниями. Добыть эти знания — задача нелегкая, но ее надо решать — и для работы на Земле, и для работы в Космосе. Сейчас ясно, что вся биосфера планеты несет следы человеческого воздействия. Эрозия почв, загрязнение вод, задымление атмосферы, аридизация суши и засоление рек — таков результат хозяйственной, а чаще бесхозяйственной деятельности человека. С проблемой “Биосфера и человечество” мы входим в третье тысячелетие. Мы входим в него, вынужденные поновому взглянуть на свои экономические, гигиенические, генетические и другие перспективы. Мы “вдруг” обнаружили, что Земля конечна в своих размерах, почвенные и другие ее ресурсы ограничены, природные системы нарушены. Особенно сильно пострадала главная производительная сила планеты — ее зеленый покров — поставщик кислорода, биомассы и биоорганических веществ. Антропоцентризм как форма мышления наносит непоправимый урон и биосфере, и самому человечеству. Военно-индустриальный характер послевоенного развития придал его деятельности однобоко потребительский характер. Ресурсы потреблялись в основном за счет сведения лесов, горных разработок, создания огромных водохранилищ для целей энергетики и т. д. При этом исчезали или резко нарушались лучшие угодья (прародина человечества) — поймы рек, древнеаллювиальные равнины, внутренние пресноводные водоемы. Разработка биосферной и биогеоценологической концепций неизбежно поставит новую, необычную для нашего века проблему — перевод сельского хозяйства на биогеоценотическую основу. Миллионы тракторов и комбайнов, огромные горы удобрений, мелиорация в разных ее формах, подготовка кадров, распашка почв, составляющая ежегодно в линейном исчислении около трехсот расстояний от Земли до Солнца, миллионы тонн горючего и т. д.— это всего лишь часть затрат, используемых на поддержание сельского хозяйства. Обычные ссылки на высокие урожаи в Голландии или Бельгии не стоит принимать во внимание, если вспомнить небольшую площадь этих стран (площадь Бельгии равна площади одной Калужской области), научно оценить их почвенно-климатические условия и большие затраты на сельское хозяйство. Необходимо думать над тем, как увеличить прирост сельскохозяйственной продукции хотя бы в 10 раз. Научные подходы к решению этой проблемы пока еще не конкретизированы. Однако в самой общей форме можно предположить, что обеспечение человечества биопродукцией пойдет по пути ревизии стратегии ведения сельского хозяйствования, усиления развития пищевой индустрии, включая промышленность биосинтеза и химию экстрактивных процессов и изменения традиционного пищевого рациона человека. Перевод сельского хозяйства на биогеоценотическую основу означает отказ от монокультуры, неустойчивой к болезням и лишенной своих природных союзников — других растений, микрофлоры и насекомых. Жизнь в природе всегда представлена сообществами организмов — растений, животных, микроорганизмов, то есть она существует реально в виде биоценозов. Чистые посевы культур с частой перепашкой почвы, когда резко нарушаются структура и численность микробного населения почвы,— изобретение человека, а не природы. Однако уже в идее севооборота лежат истоки биогеоценологического подхода, ибо в ней заключены не только экономические соображения, но и профилактика “почвоутомления”, обогащение почв азотом (посев бобовых), борьба с вредителями, посев медоносов и т. д. Белковый голод, испытываемый большей частью человечества, особенно дефицит животных белков, с природоведческой точки зрения может быть устранен лишь тогда, когда сельское хозяйство встанет на биогеоценотическую основу, включающую также селекцию дикорастущих трав. Узкоспециализированное развитие растениеводства, в основном направленное на производство зерна, привело к тому, что человечество лишилось большого количества целебных веществ, способных значительно обогатить рацион человека. Наука еще далека от физиолого-биохимической оценки флоры и фауны, насчитывающей более трех миллионов видов. Поэтому можно ожидать многочисленных открытий “запасов” целебных веществ в разных организмах, подобно тому, как нашли йод в ламинариях, каучук в каучуконосах и т. д. Химия экстрактивных процессов, биосинтез и пищевая индустрия призваны внедрять эти открытия для блага людей. Перевод сельского хозяйства на биогеоценотическую основу сулит сокращение затрат на получение биопродукции, увеличит устойчивость агробиоценозов к болезням, создаст фонды целебных веществ в биопродукции в полезной биоорганической форме и многое другое. Биогеоценозы характеризуются значительной устойчивостью во времени, поддерживаемой определенным круговоротом веществ и потоком солнечной радиации. Создавая агробиоценозы, человек должен научиться жить на проценты с этого круговорота, не подрывая производительных сил Земли. Этот путь неизбежен, но прежде чем встать на него, нужно подготовить условия для всестороннего развития биологии и биогеоценологии — теоретических основ сельского хозяйства будущего. Классическому докучаевскому генетическому почвоведению с помощью нового поколения активно мудрых почвоведов суждено стать “центральной дисциплиной естествознания” (Докучаев). Общее учение о биосфере и биогеоценологии, основы которых были созданы в нашей стране В. И. Вернадским и В. Н. Сукачевым,— естественнонаучная основа проблемы “Биосфера и человечество”. Ее возникновение знаменует переход биосферы в новое состояние — ноосферу (сферу Разума), общие контуры которой наметил В. И. Вернадский. Начало атомной и космической эпох — это наиболее четкие даты рождения ноосферы. Ноосфера отличается от биосферы тем, что в ней локальная роль человека на Земле переросла в глобальную и развитие биосферы стало все явственней определяться обратной связью с человечеством. Как пойдет эволюция ноосферы, пока сказать трудно, но 4 несомненно, что человечество должно сделать все возможное, чтобы оправдать свое биологическое название Homo sapiens — человек разумный — и чтобы построить общество будущего, гармонично сочетающееся с окружающей его природой. *** Земля — наша кормилица. А мы — ее “дети” — платим ей черной неблагодарностью, порой безотчетно, порой вполне сознательно хищнически растрачивая ее силы. Расселяясь по Земле, расширяя свою хозяйственную деятельность, человек постоянно “мучает” почву: то приведет скот на почву и тот со временем вытопчет пастбище. То распашет целину, посеет зерно и за несколько лет совсем обессилит ее. Оставит человек в покое израненную почву, “пустит ее в залежь”, дождется, пока она восстановит свои силы, и снова склоняется над ней. Долгое время так и складывались отношения между человеком и землей (почвой): человек убежит с израненной земли, а она промолчит в ответ на его насилие и со временем залечит раны. Но все изменилось, когда он привел на поля трактора, стал обсыпать посевы химикатами, строить громоздкие плотины на реках, собирающих воду со всего континента. Почве недостает ни сил, ни времени, чтобы восстановиться, да и человеку уже некуда бежать, нет для него свободной земли. За тысячелетия своей практики человечество накопило много наблюдений о жизни почв и сообразовывало свою хозяйственную деятельность с подмеченными особенностями и закономерностями. Этих знаний хватало, пока земля обрабатывалась сохой с использованием живой силы пахаря и лошади, то есть когда развитие земледелия шло экстенсивным путем. Но с переходом к интенсивному земледелию возникла потребность в науке о почве. Эта наука — генетическое почвоведение — была создана выдающимся русским естествоиспытателем, профессором Петербургского университета В. В. Докучаевым. У этой науки есть свой “паспорт”. Местом ее рождения можно считать Петербургский университет, датой рождения — 1883 год, год защиты Докучаевым докторской диссертации “Русский чернозем”. В чем же суть открытия Докучаева? Он отделил от неопределенного, обыденного (научно некорректного) представления о земле представление о почве как особом естественноисторическом теле природы. И дело здесь, конечно, не в смене названия, а в глубоком научном анализе состава, свойств, происхождения и истории развития почв, облегчающем понимание того, как возникает плодородие почв, что делал человек с почвами и что надо делать, чтобы жить и развиваться в согласии друг с другом. Кстати, смена названия объясняется не прихотью ученого, а вполне объективной необходимостью. Давайте разберемся. У слова “земля” три понятийных значения. Земля (с большой буквы) — это третья по счету от Солнца планета. Земля (с малой буквы) — это территория, площадь, угодье, измеряемые в квадратных километрах, гектарах, акрах, а раньше — в десятинах. И, наконец, земля — почва, обладающая свойствами, резко отличающими ее от грунта или почвообразующей породы. Бесплодный грунт и плодородная почва — разницу между ними понимает каждый. Есть ли разница в том, как называть: земля или почва? В том и беда, что на почву смотрят, как на землю-грунт, и вытворяют с ней такое, что иначе как насилием не назовешь. Что же делать? С чего начать? Начинайте с раздумий о земле, о почве. Почитайте классиков. Будьте прежде всего мыслящими людьми, вникните в жизнь почв и их судьбу. Поймите их роль на планете. Не торопитесь. Если бы почвы могла говорить, они бы крикнули словами Юлиуса Фучика: “Люди, я любил вас, будьте бдительны!” Еще до Докучаева возникали, сменяя друг друга, физические и химические теории структуры и свойств почв, теории, объясняющие произрастание на них растений,— теории водного, гумусового, минерального питания. Эти теории жили обычной для науки жизнью — соперничая и выясняя отношения между собой. В каждой из них содержался момент истины. Но только момент. Ни одна из них “не дотягивала” до того, чтобы стать наукой о почве. Причина, как понял Докучаев, заключалась в том, что эти теории создавались специалистами: геологами и минералогами, физиками и химиками, биологами и агрономами, подходившими к изучению почвы с меркой понятий, принципов и методов исследования, сложившихся в их специальностях. Как говорится, “специалист флюсу подобен”. Такой подход позволяет немало узнать о почве, но не выясняет главного: почему почва обладает целой совокупностью свойств, которые делают ее столь устойчивой и плодородной. Это простой эмпирический факт, но как не просто было найти теоретическое его объяснение. Первый шаг, сделанный Докучаевым на пути к созданию учения о почве, заключался в признании почвы как особого природного тела, сложного, динамичного и вместе с тем целостного, существующего самостоятельно по своим собственным внутренним закономерностям. Казалось бы, каждодневная практика на протяжении многих тысячелетий должна была давно привести к такому выводу. Почему же наука не сделала этого шага до Докучаева? Дело в том, что естествознание еще находилось в тисках метафизики, идея развития только пробивала себе дорогу, да к тому же лишь в отдельных областях. А чтобы создать науку о почве, иначе говоря, дать развернутое теоретическое понятие о ней, нужно было показать, что почва есть результат и в то же время процесс многовекового взаимодействия живой природы с неживой. Только в этом качестве почва и является самостоятельным телом природы, что и зафиксировал Докучаев в своем определении почвы. Это обусловило переход от аналитического к 5 синтетическому способу мышления, от изучения отдельного свойства вне его связи с остальными — к выявлению интегральных. природных объектов и изучению процесса их развития. Учение о почве как о взаимодействии живого с неживым вбирает в себя все области естество знания. Это объясняет, почему так труден и сложен был переход от эмпирического представлена о почве, отложившегося в многочисленных образах и выражениях в народном сознании, к наук о почве. Трудность состояла не только в создании еще одной из многочисленных научных дисциплин. Требовалось переосмысление строения и самой типа мышления всего естествознания в целом, при ведшее в наши дни к созданию биосферного естествознания. Докучаев прекрасно понимал эту историческую особенность, в которой рождалась наука о почве. Вот что он писал: “Не подлежит сомнению, что познание природы — ее сил, стихий, явлений и тел — сделало в течение 19-го столетия такие гигантские шаги, что само столетие нередко называют веком естествознания, веком натуралистов. Но, всматриваясь внимательнее в эти величайшие приобретения человеческого знания — приобретения, можно сказать, перевернувшие наше мировоззрение на природу вверх дном, особенно после работ Лавуазье, Лайела Дарвина, Гельмгольца и др.,— нельзя не заметить одного весьма существенного и важного недочета. Изучались, главным образом, отдельные тела минералы, горные породы, растения и животные и явления, отдельные стихии — огонь (вулканизм), вода, земля, воздух, в чем, повторяем, наука и достигла, можно сказать, удивительных результатов, но не их соотношения, не та генетическая вековечная и всегда закономерная связь, какая существует между силами, телами и явлениями тельными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, человеком, его бытом и даже духовным миром — с другой. А между тем именно эти соотношения, эти закономерные взаимодействия и составляют сущность познания естества, ядро истинной натурфилософии — лучшую и высшую прелесть естествознания. Они же... должны лежать в основе и всего склада человеческой жизни”. Создание учения о почве вызвало цепную реакцию фундаментальных научных открытий философского и общенаучного характера. Накопление огромного фактического материала в естествознании в конце XIX — начале XX веков настоятельно требовало обобщения разнообразных сведений о природе и синтеза концепции о Земле как планете, ее составе, структуре и энергетике. Созданное Докучаевым новое направление в естествознании послужило основой для развития естественноисторической концепции о материи как объективной реальности и о ее строении. Эта концепция позволяет правильно понять законы, управляющие развитием окружающей нас природы. Только зная, как возникло и развивалось то или иное природное явление или объект, можно научно понять и объяснить современность, составить надежный научный прогноз будущего. Наука знает много разных концепций и классификаций — частных и общих, больших и малых, длительно живущих или быстро отошедших в Прошлое, но достигнуть уровня фундаментальности могут только те, что основаны на историзме. Назовем три такие научные концепции: дарвинизм, центральное звено которого — учение о происхождении видов путем естественного отбора, основанное на сравнительно-историческом анализе, преимущественно палеонтологическом; учение Докучаева и Вернадского о почвах, ландшафтах и биосфере, основанное на естественноисторическом анализе происхождения и развития этих сложных природных планетарных объектов; марксистско-ленинская концепция о развитии общества, основанная на историческом материализме. Эти концепции — настоящие жемчужины современной науки. Они всесильны, верны и, что очень важно, постоянно развиваются. В них заложено здоровое начало здорового развития науки о природе. За несколько десятилетий до открытий Докучаева Ф. Энгельс писал о трех великих открытиях XIX века в области естествознания, проложивших путь к научному, теоретическому пониманию материального единства мира в его многообразии и развитии: открытие эволюционного развития органического мира, закона сохранения и превращения энергии и, наконец, открытие клетки как универсальной элементарной структуры живой материи. В XX веке, ознаменовавшемся, по словам академика Вернадского, “взрывом научного творчества”, была создана концепция биосферы, человечество освоило энергию атомного ядра и вышло в Космос. Эти выдающиеся открытия подтвердили фундаментальное положение естествознания о существовании трех основных проявлений материи как объективной реальности — реальности — Космоса, реальности микромира и реальности биосферы, включающей человечество как составную часть. Соответственно у науки есть четыре задачи: познать Космос, познать микромир, познать биосферу и познать человечество (“познай самого себя”). К сожалению, разработке концепции биосферы было уделено (если иметь в виду общий массив научной дятельности человечества на протяжении всего нашего века), можно сказать, ничтожное внимание. А ведь не зная прошлого, нельзя понять будущего. Поразительным является тот факт, что фундаментальные концепции или теории имеют многочисленные выходы в практику наших дней и особенно в самую ответственную ее область — планирование крупных акций людей, народов и человечества в целом на обозримое будущее, что крайне важно в связи с возникновением главной диалектической проблемы “Биосфера и человечество”. Совершенно очевидно, что взаимодействие естественноисторического подхода к анализу биосферы и исторического подхода к анализу развития общества приведет к синтезу новой, соответствующей началу третьего тысячелетия концепции, которая, несмотря на значительную новизну и актуальность, сохранит в качестве основного звена исторический метод. Таким образом, теоретической основой научного разрешения главной проблемы грядущего тысячелетия,— проблемы “Биосфера и человечество” станет биосферное естествознание, включающее учение о человеке 6 (человечестве). И тем сильнее наша гордость за то, что у основания этой науки стоят два великих русских ученых, два крупнейших натуралиста — В. В. Докучаев и В. И. Вернадский. *** Наша планета, несущаяся в космическом просторе вокруг Солнца в великом безмолвии и фантастическом холоде, состоит из нескольких оболочек — геосфер. Некоторые из них имеют физико-космическое происхождение, некоторые — порождены планетной историей, как всегда имеются переходные и смешанные варианты. Всем известно значение озонового экрана, сантиметровой оболочкой охватывающего нашу планету. Лежащий под ним воздушный океан разделен на несколько сфер. Легкая газовая геосфера — атмосфера — планеты подстилается жидкой оболочкой — гидросферой. Две трети площади Земли занимает соленый океан, а одну треть — суша, покрытая живым веществом, на 90 и более процентов состоящим из “живой” воды. Кроме того, в структуру суши входят реки, болота, озера, ледники и почвенные воды. Твердая фаза планеты представлена литосферой, или земной корой. Ниже залегает мантия Земли. Таково статическое строение нашей планеты, имеющей радиус в шесть тысяч километров, или шесть миллионов метров. Напомним, что мощность почвы (“кожа” планеты) не превышает одного метра. В динамическом аспекте между этими геосферами осуществляется с той или иной скоростью геохимический и энергетический обмен. Скорость круговорота химических элементов между геосферами измеряется геологическими временами, варьируя от быстрых круговоротов (десятки, сот- ни, тысячи лет) до медленных и очень медленных (миллионы, десятки и сотни миллионов лет). С некоторой определенностью можно утверждать, что геохимические потоки вещества и энергии и их производные — круговороты атомов — проходят только в легких оболочках планеты: газовой, жидкой и минералогически легкой домантийной части литосферы, то есть до глубины не более 30 километров. Ядро Земли не охвачено этими потокам” и круговоротами. Возникают вопросы: почему на планете Земля только верхние оболочки пронизаны потоками энергии и вещества? Где сила, приводящая все в движение? Где управляющая система этих планетарных механизмов? На выяснение этих вопросов ученые потратили века научных поисков и размышлений. Ответ был найден только в начале нашего столетия, когда русский ученый В. И. Вернадский создал общее учение о биосфере, открыл управляющую, с кибернетической точки зрения, систему биосферы — живое вещество, которое за геологически длительное время (три-четыре миллиарда лет), захватив солнечную космическую энергию и превратив ее в энергию связи химических веществ, в корне изменило и преобразовало исходное планетное вещество в особое космическое состояние — биосферу. Совершенно очевидно, что сгущения живого вещества на планете как по массе, так и по разнообразию определяют масштаб трансформации солнечной энергии в энергию земных химических связей. Это происходит в “живой” части биосферы — в витасфере Земли, или, что то же самое, в ее современном биогеоценотическом покрове, где живет живая жизнь. И так было всегда: следы былых витасфер мы находим в виде торфяников, пластов угля, нефти, известняков, сланцев и т. д. “былые биосферы”, по Вернадскому). В этом смысле биосфера уникальна, и она состоит из пластов былых витасфер, где некогда шли активные биогеохимические процессы, которые ныне совершаются в современной витасфере Земли на стыке твердой, жидкой и газовой оболочек планеты. Совокупность былых и современных витасфер и есть биосфера Земли — с глубин 10—30 километров до высот 20—25 километров, считая от нашей головы как от физического, и космического репера. Биосфера Земли, по В. И. Вернадскому,— это общепланетарная оболочка, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью совокупностей живых организмов (живым веществом) в течение геологического времени. В отличие от биологии, изучающей живые существа и их сообщества во всем их разнообразии состава и жизнедеятельности на всех уровнях организации жизни (макромолекулярном, клеточном, организменном и др.), учение о биосфере в трактовке В. И. Вернадского рассматривает живые организмы как нечто целое и единое, как живое вещество, то есть совокупность всех живых организмов с точки зрения их глобальной геохимической и энергетической роли в масштабе геологического времени. Деятельность живого вещества на планете создала условия для появления человечества и обеспечила его существование и эволюцию. В основе биосферы как планетарного явления лежит организованность, представляющая собой функцию взаимодействия живого вещества с энергетическими, геохимическими и информациионными потоками за время длительной эволюции Земли. Рассматривая роль живого вещества в геологическом и космическом ракурсах, В. И. Вернадский пришел к выводу об огромной мощности биосферы (в несколько километров) и разнообразии ее состава. Особо следует оценить слова Вернадского: “Биосфера не есть только так называемая область жизни. Это резко сказывается в ее веществе. Вещество ее состоит из семи глубоко разнообразных частей, геологически неслучайных”. Далее он выделил эти семь частей: живое вещество, биогенное вещество, косное вещество, радиоактивное вещество, биокосное вещество, рассеянные атомы, вещество космического происхождения. Отсюда вытекает, что биосфера — понятие планетарное, широкое, намного превосходящее по объему поле исследования биолога и почвоведа, которое ограничивается “областью жизни”. Вот почему при всей яркости термина “биосфера”, при всей оригинальности и глубине общего учения о биосфере его нельзя полностью отождествлять ни с “областью жизни”, ни с дисциплинами, ее изучающими. 7 По массе доля живого вещества в биосфере ничтожно мала, но по эффекту преобразования вещества и энергии, взятому в масштабе геологического времени, она огромна. Практически в биосфере все атомы подавляющего числа элементов периодической системы Менделеева прошли в своей истории через состояние живого вещества. Находясь в вечном круговороте, атомы не знают покоя, входя в состав то одного, то другого соединения, участвующего в больших и малых биогеохимических циклах миграции на суше, в океане, атмосфере, подземных водах и породах. Живое вещество со своими геохимическими функциями, создав биосферу, настолько преобразовало лик Земли, что мы можем говорить об уникальности нашей планеты среди других планет Солнечной системы. Возраст Земли как космического тела оценивают в 5—5,5 миллиарда лет. Возраст находок ископаемых остатков организмов — 3—3,5 миллиарда лет. Время появления живых организмов на Земле благодаря новым отбытиям все более отодвигается в глубь геологических веков, а исходя из геохимических представлений В. И. Вернадского, жизнь на планете вечна, то есть она появилась приблизительно одновременно с возникновением Земли. И все это время живое вещество перерабатывало вещество литосферы, гидросферы и атмосферы. Естественно, что главная задача современной науки о биосфере состоит в количественной оценке основных параметров живого вещества и его работы по организации биосферы, что, в первую очередь, сводится к определению количества биомассы на суше и в океане. По приблизительным подсчетам, биомасса единовременно живущих организмов на Земле составляет 2,423х10 12 тонн, а на долю водных приходится всего 0,003х10 12 тонн. Вес растений-фотосинтетиков на Земле составляет 2,4х1012 тонн, а вторичных организмов (животных) —0,023 lO12 тонн. Предполагалось что биомасса микроорганизмов значительно меньше биомассы живого вещества, сосредоточенного в Мировом океане. Однако в последнее время установлено, что, несмотря на то что океан занимает две трети поверхности Земли, он почти в 1000 раз уступает суше по запасам живого вещества. С биосферной точки зрения океан — это биологическая пустыня. Окончательная, точная инвентаризация биомассы живого вещества планеты еще не проведена, но порядок величин установлен, по-видимому, правильно. Однако важно не только оценить массу живого вещества на планете. Необходимо знать его видовое разнообразие, то есть знать, какие виды обитают на Земле, сколько и какова численность каждого вида, каков их вклад в энергетический и геохимический круговорот веществ. При этом нельзя упускать из поля зрения важнейший показатель — скорость размножения организмов. По разным оценкам в наше время на Земле существует около 3,5 миллиона биологических видов, из них на долю растений приходится около 500000 видов. Остальная часть видов приходилась на животных и микроорганизмы, учет и систематика которых далеки от завершения. Среди животных организмов наибольшим числом видов представлен класс насекомых (около 1000000), причем это число не окончательное. Так что изучающему список видов современных обитателей Земли стоило бы задуматься над тем, что нынешняя геологическая эпоха — эпоха господства насекомых, а отнюдь не человека. Да и то сказать: 3,5 миллиона видов, прошедших миллиарднолетнюю эволюцию, и один вид — человек — возрастом в несколько тысячелетий. Тут есть над чем задуматься! Биомасса живущих организмов характеризует один из статических аспектов биосферы. Скорость круговорота веществ и, в первую очередь, скорость размножения разных видов, или смена поколений, дает представление о биосферных процессах как о явлении динамическом. К сожалению, скорости размножения организмов еще должным образом не систематизированы, хотя оценке их В. И. Вернадский придавал большое значение. Известно, что быстрее всех размножаются микроорганизмы, медленнее других — млекопитающие. Скорости размножения организмов варьируют в интервале от 101 до 106 минут. Прижизненные функции живого вещества разнообразны по масштабам, а их вклад в геохимические процессы зависит от дифференциального эффекта каждого вида организмов, его численности, скорости размножения, метаболической активности и ряда других факторов. С живым веществом, представляющим собой мощный геохимический фактор в биосфере, связаны следующие функции: газовые, концетрационные, окислительно-восстановительные, биохимические и биогеохимические. Совокупность этих функций определяет все химические превращения веществ в биосфере. Все функции, кроме биохимической, осуществляются в термодинамическом поле биосферы, которое, по В. И. Вернадскому, существенно отличается от автономного поля организма. Газовые функции живого вещества проявляются в форме миграции газов и их превращений из простых форм в сложные и обратно, как следствий прижизненного и посмертного метаболизма. Живое вещество в биогеохимическом смысле состоит из газов (кислорода, азота, углекислоты, водород и др.). По мнению В.И.Вернадского, кислород и азот атмосферы, практически вся углекислота, в том числе связанная в известняках в виде карбонатов, природные горючие газы и т. п.— это производные живого вещества. Между живым веществом и газовой компонентой биосферы осуществляется постоянный обмен, определяющий важнейшие геохимические особенности нашей планеты. Среди основных газовых функций выделяются: кислородно-углекислотная, углекислая, озонная, азотная, углеводородная, сероводородная и терпеновая. Концентрационные функции проявляются в способности живых организмов аккумулировать разные химические элементы, в том числе микроэлементы, из внешней среды (почвы, воды, атмосферы). Некоторые организмы концентрируют химические элементы в количестве, в десятки и даже тысячи раз превышающем их содержание в среде (растения-манганофилы, кальциефилы и др.). 8 Окислительно-восстановительная функция живого вещества определяет большой спектр химических превращений веществ, включающих атомы элементов с переменной валентностью,— соединений железа, марганца, микроэлементов и т. д. В основе этой функции лежит богатство живого вещества энергией, способной совершать разнообразные химические превращения. Биогеохимические функции человечества (техногенез, по А. Е. Ферсману) — новая, в геологическом смысле, форма созидания и превращения веществ в биосфере. Они стимулируют переход биосферы в новое состояние — ноосферу. В учении о биосфере выделяются следующие основные аспекты: энергетический, освещающий связь биосферно-планетарных явлений с излучением Космоса (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах; биогеохимический, освещающий роль живого вещества в распределении и поведении атомов (изотопов) в биосфере и ее структурах; информационный, освещающий принцип организации и управления в живой природе в связи с исследованием влияния живого вещества на структуру и состав биосферы (ноосферы); пространственно-временной, освещающий формирование и эволюцию различных структур биосферы в геологическом времени в связи с особенностями пространственно-временной организации живого вещества в биосфере (проблемы симметрии); ноосферный, освещающий глобальные эффекты воздействия человека на структуру и химию биосферы (разработка полезных ископаемых), создание новых для биосферы веществ (чистые алюминий, железо и другие металлы) и изотопов (радиостронций, радиоцезий и др.), преобразование биогеоценотических структур биосферы (сведение лесов, осушение болот, распашка территорий, создание водохранилищ, загрязнение вод, почв и атмосферы продуктами хозяйственной деятельности, внесение удобрений, эрозия почв, строительство городов и плотин, промысловое хозяйство и т.д.). Выход человека в Космос за пределы биосферы будет стимулировать разработку новых аспектов учения о биосфере. Эволюция биосферы тесно связана с эволюцией форм живого вещества (организмов и биоценозов) и усложнением их биогеохимических функций. Большую роль в эволюции биосферы играют трансформация солнечной энергии растениями и химической — хемосинтетиками и связанный с ней синтез биогенных веществ на Земле. Эволюция биосферы, обусловленная биогеохимической работой живого вещества, в свою очередь, стимулировала и направляла эволюцию конкретных видов организмов (обратная связь в эволюции). Чтобы лучше понять биосферные задачи, нужно в общей форме представить себе средний элементарный состав живого вещества. В весовом отношении наибольшая доля приходится на кислород (65—70 процентов) и водород (10 процентов). Остальные 20—25 процентов представлены списком разнообразных элементов, общим числом более 50. К химическим элементам, содержащимся в организмах в количестве 1—10 процентов, относятся углерод, кремний, алюминий, железо, кальций, барий, марганец, сера, фосфор. В меньшем количестве (0,1—1 процент содержатся азот, магний, натрий, хлор, бром, йод, ванадий В составе живого вещества постоянно присутствуют рассеянные и редкие элементы общим числом не менее 25. Отдельные элементы почти целиком захватываются живым веществом, постоянно обращаясь в его различных формах. Таковы йод, фосфор, сера и, по-видимому, калий. Существуют специфические организмы, обладающие способностью преимущественного (более 10 процентов) накопления отдельных элементов, таких как кремний, алюминий, железо, кальций, магний, барий, марганец, сера, стронций, фосфор и некоторых других, что вызвало многообразные изменения условий миграции и аккумуляции их соединений. Так появились в земной коре месторождения угля, нефти, битумов, торфа, горючих сланцев, сапропеля. Изменились соотношения изотопов кислорода, углерода, серы. Многие месторождения руд железа, марганца, фосфора и других элементов имеют биогенное происхождение, то есть их создали микроорганизмы-концентраторы (железобактерии, серобактерии, диатомовые водоросли и др.), а также крупные обитатели суши и моря. Биосфера отражает геохимическую и геофизическую неоднородность лика Земли (океаны, озера, горы, пустыни, равнины), а также неравномерность в распределении живого вещества на планете. Но мозаичность планеты — в значительной мере результат эволюции биосферы за сотни миллионов лет. В каждую геологическую эпоху были свои центры видообразования организмов, они смещались на поверхности по мере изменения геохимии и энергетики разных участков территории или акватории Земли. В каждую геологическую эпоху на Земле существовали участки с высокой или малой биоценотической плотностью (число видов организмов на единицу площади в единицу времени) и с разной интенсивностью круговорота веществ и трансформации энергии. Вследствие разной биоценотической и популяционной плотности и соответственно разной интенсивности биогеохимической работы в различных палеобиогеоценозах направление и темпы эволюции разных форм организмов в различных частях планеты были неодинаковыми и, следовательно, был неодинаков их общий биогеохимический эффект в истории Земли (эпохи рудообразования, углеобразования, нефтеобразования и т. д.). Об этом говорят данные палеонтологии. К сожалению, мы еще крайне мало знаем о биогеохимической работе палеобиогеоценозов, но есть надежда, что развитие геохимии, эволюционного учения, палеогеографии, палеонтологии, почвоведения и других наук приоткроет картину возникновения и смерти “былых биосфер”. 9 Биосферная концепция Докучаева—Вернадского убедительно доказала, что исторический метод — это метод активного и объективного познания окружающего нас мира, показала, как возник и как развивался лик планеты под воздействием живого вещества и почему мы застали его таким, а не иным. Жизнь и деятельность человека связаны в основном с относительно узким слоем биосферы — витасферой, или биогеоценотическим покровом,— реально окружающей нас живой природой во всем ее разнообразии. Здесь находится основная масса ныне существующих живых организмов и здесь наиболее активно протекают процессы биогенеза. В состав витасферы на суше входят биоценозы, нижние слои тропосферы, мощностью в несколько десятков метров, и почва с подпочвой — место средоточения корневых систем растений, микроорганизмов и многих видов животных. Таким образом, если мощность биосферы измеряется как в области суши, так и в области океанов километрами, то мощность витасферы — всего лишь метрами. Витасфера, входящая структурно в биосферу, существенно отличается от основной массы биосферы как по составу, так и по энергетике. Витасфера представляет собой оболочку планеты, где совершается основная биогеохимическая работа ныне живых организмов, где дается старт длительным во времени и пространстве биогеохимическим циклам миграции веществ в биосфере планеты. Элементарной структурной единицей витасферы является биогеоценоз (понятие, введенное В. Н. Сукачевым). Биогеоценоз представляет собой участок территории или акватории, однородной в топографическом, микроклиматическом, биоценотическом, почвенном, гидрологическом и геохимическом отношениях. Биогеоценоз — это естественноисторическое тело природы, оно объемно и неоднородно в физическом отношении, состоит из твердой, газовой и жидкой фаз, а также особой фазы — живого вещества. Биогеоценоз включает в себя определенное сообщество организмов, почву, почвенно-грунтовую воду и нижние слои тропосферы. Реальные размеры биогеоценозов на планете варьируют в широких пределах: от нескольких метров (микрозападины в степях и полупустынях, березовые колки, песчаные дюны и т. д.) до нескольких километров (солончак, такыр, однородные участки степи, леса). Каждому биогеоценозу присущ свой круговорот вещества и определенный характер трансформации потоков солнечной энергии, функция которых — формирование биопродукции. Нарушение качественных или количественных характеристик круговорота веществ или трансформации энергии неизбежно ведет к изменению качественной структуры биопродуктивности (нарушение синтеза витаминов, аминокислот, ферментов и т.д.). Если круговорот веществ в биогеоценозе начинается и зависит от фотосинтеза растений, то управляющая система биогеоценоза сосредоточена в почве. Миллиарды почвенных микроорганизмов, грибов, актиномицетов, низших и высших почвенных животных осуществляют там постоянно с заданной ритмичностью грандиозный процесс разрушения и преобразования прижизненных метаболитов растений или их опада и ресинтез нового класса биоорганических веществ (гумус, антибиотики и т. д.). Энергия, поступающая в почву с биоорганическими веществами, перераспределяется по различным структурам и компонентам почвы: пленочная, гигроскопическая и другие виды почвенной влаги, кристаллические решетки вторичных почвенных глинистых минералов, синтез гумуса и т. д. Изучение круговорота веществ и трансформации энергии в биогеоценозах только начато. Пока лишь можно предполагать, что равновесное (стационарное) состояние биогеоценозов в природе достигается за счет оптимизации круговорота вещества и потоков энергии в нем. Надежность работы биогеоценоза, этой сложной системы прямых и обратных связей между его звеньями, зависит от уровня и надежности работы почвенных организмов по деструкции (разрушению) и реутилизации метаболитов высших растений. Биогеоценозы и витасфера в целом — это энергетический и информационный мотор биосферы, задающий тип ее организованности. Таким образом, при изучении биогеоценозов как открытых систем, способных к саморегуляции в течение длительного времени, особое внимание следует обратить на исследования почвы как динамической системы, определяющей надежность и длительность функционирования биогеоценоза. Конечным этапом подобных работ должна быть расшифровка механизмов управления биогеоценотическим процессом в природе, прогноз векторов и темпов этого процесса в разных зонах и ландшафтах и формулировка предпосылок к созданию научной концепции ведения хозяйства на биогеоценотической основе. Это означает эффективное использование биологических ресурсов лишь в размере “процента с оборота” веществ в биогеоценозах будущего. Создание биогеоценозов, работающих с высоким кпд и значительной надежностью в открытой или замкнутой среде, станет возможным после детального изучения механизмов управления в природе в комбинации с экспериментальным и математическим моделированием частных процессов в биогеоценозе и особенно в почвах. Биосфера — хранилище памяти геологической истории планеты, “написанной” взаимодействием живого вещества с неживым. Главные действующие лица этой истории — биокосные системы (почвы и биогеоценозы), а ее “исполнители” — исторически меняющиеся сообщества (биоценозы) различных видов организмов. Геологическая история планеты начинается с захвата фотосинтетиками лучистой энергии Солнца, с помощью которой осуществляется синтез высокомолекулярных соединений, богатых энергией. Жизнь была бы невозможна, если бы планету не обтекал солнечный луч — постоянный, непрерывно действующий и неисчерпаемый источник энергии. Вбирая в себя солнечную энергию, биосфера заряжает планету энергией, повышая ее энергетический потенциал. Непрерывность и неисчерпаемость солнечной энергии определяет непрерывность геологической истории 10 планеты. Таков “вход” в биосферу. Все последующее определяется вступлением синтезированных живым веществом химических соединений в геохимический круговорот вещества в биосфере. Наиболее простой путь изучения круговорота веществ в биогеоценозах — это изучение судьбы определенных химических элементов, их концентрирования или рассеивания в различных компонентах биогеоценоза (почвах, растениях, микрофлоре, газовой фазе биогеоценоза, животных организмах, водах и т.д.). Основной метод такого исследования состоит в зольном анализе компонентов биогеоценозов, по результатам которого сначала получают статическую картину распределения, а затем дедуктивным путем воссоздают картину круговорота веществ как динамического процесса. О значении биологического круговорота веществ в природе наука “заговорила” после появления учения немецкого химика Юстуса Либиха о минеральном питании растений. Послелибиховский период изучения круговорота веществ стал периодом интенсивного накопления данных по зольному составу растений, а следовательно, более полного представления о балансе питательных веществ в земледелии. Накопление данных позволило глубже проникнуть во взаимоотношения растительности и почв и соответственно поставить на научную основу применение удобрений. И все же зольный анализ не может дать полной картины круговорота: нельзя правильно решить вопрос о количестве минеральных веществ, вовлекаемых в биологический круговорот, по одному анализу “трупов”. Нужно также изучать сезонные колебания обмена веществ между живой вегетирующей растительностью и почвой. Иначе говоря, нужно учесть огромное количество питательных веществ, ферментов и шлаков, перемещаемых растениями в ходе их жизнедеятельности. Суммарная масса веществ, участвующих в прижизненных процессах поглощения и выделения за все время жизни организма, во много раз превышает биомассу самого организма. Строго говоря, понятие биологического круговорота веществ применимо лишь для биологических процессов метаболизма, протекающих внутри того или иного живого организма (отток веществ из одних органов в другие и обратно, через биолиты и т. п.), то есть на организменном уровне, поэтому изучение его — это область биологии (физиологии, биохимии и т. д.). Не все этапы круговорота веществ в биогеоценозах осуществляются при прямом участии живых организмов; некоторые стадии протекают под действием абиогенных факторов (механические, физические и химические воздействия). Такое сочетание обеспечивает возникновение, по выражению Вернадского, “вихрей атомов”, составляющих характернейшую черту функционирования биосферы и ее структур. Исследование подобного (биогенного) круговорота — задача биогеоценологии. Наряду с биологическим и биогенным круговоротом следует выделять биогеохимический круговорот (собственно биосферный), определяющий миграцию химических элементов в биосфере в целом. Здесь также определяющую роль в передвижении и перераспределении химических элементов играет живое вещество, но при этом из круговорота изымается и откладывается огромное количество химических элементов, главным образом в зоне геохимических барьеров (залежи угля, нефти, бокситов, известняков и т.п.). Изучение биогеохимического круговорота химических элементов в биосфере и их биогеохимических циклов относится к области биогеохимии. Важнейшей характеристикой круговорота служат его емкость и скорость. Часто под скоростью имеют в виду количество живого вещества, образующегося за единицу времени. С геохимической точки зрения такое представление не является полным и достаточным. Ведь в ходе круговорота происходит процесс самообновления организмов, осуществляющийся благодаря его поглотительной и выделительной функциям. Именно это и составляет геохимическую работу живого вещества, которую оно выполняет не путем простого накопления, то есть всасывания и депонирования, а способом кругового движения. Поэтому мерой биогеохимической активности организма следует считать массу химических элементов, перемещаемую им в биогеоценозе или в биосфере за единицу времени. Следовательно, скорость круговорота элемента нужно определять временем, затрачиваемым организмами в биогеоценозе на биогенный перенос такого количества данного элемента, которое равно его содержанию в этих организмах в данное время. Биогенная миграция, составляющая часть общей миграции элементов в биосфере,— одна из главнейших форм работы в природных системах равновесий. В таких равновесиях работа достигает максимума, свободная энергия спускается до минимума. Обобщая огромный эмпирический материал, В. И. Вернадский сформулировал основные биогеохимические принципы. Первый биогеохимический принцип гласит: биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению. Выражением этого принципа в окружающей нас природе можно считать, во-первых, “всюдность жизни”, то есть захват биогенной миграцией всего возможного пространства, и, во-вторых, давление жизни и тот напряженный растущий темп, каким идет техническое творчество цивилизованного человечества. Эмпирический анализ окружающей природы показывает, что “всюдность” и давление жизни создаются в биосфере эволюционным путем. Суть второго биогеохимического принципа, сформулированного В. И. Вернадским, в том, что эволюция видов, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, должна сопровождаться усилением биогенной миграции атомов в биосфере. В основе дарвиновской, биологической по своему смыслу, концепции эволюции органического мира лежит принцип отбора организмов по признаку их приспособленности к среде. Учение о биосфере выдвигает новый — 11 геохимический — критерий отбора. Согласно второму биогеохимическому принципу Вернадского, в процессе эволюции органического мира происходит отбор организмов, способных внести наиболее весомый вклад в расширение емкости и увеличения скорости биогеохимического круговорота в биосфере. Геохимическая функция живого базируется на двух взаимосвязанных противоположных процессах — поглощения и выделения вещества. В учении о биосфере, характеризуя активность живого вещества, Вернадский говорил о “давлении жизни”, о “всюдности жизни”, о “растекании живого вещества по планете”. Он не употребил антропоцентристское понятие “борьба за существование”, к которому прибегнул Дарвин. Борьба за пищу, за источники питательного вещества — лишь один из моментов жизнедеятельности живого вещества, связанный с его способностью к поглощению. Не менее, а в ряде случаев и более важна противоположная — выделительная — функция. Их значение для эволюции органического мира определяется законом, который может быть сформулирован следующим образом: ни один организм не может существовать в среде своих выделений (метаболитов) и трупов предков, то есть организм может иметь в избытке для себя пищу, но он погибнет от отравления своими собственными выделениями и от “трупного яда” своих предков. Природа выработала санитарный механизм очищения себя от метаболитов и других прижизненных и посмертных отходов. Обратите внимание, что ни на одном участке планеты мы не встретим монокультурного единообразия. Везде, где царствует природа, распространены сообщества организмов (биоценозы). Монокультура отвергается природой. Она — создание человека. В биоценозе метаболиты и другие продукты жизнедеятельности одного вида утилизуются другими видами. Санитарная функция в биогеоценозах также не только влияет на формирование, но и определяет скорость и направление их эволюции. Среда освобождается от метаболитов и за счет действия ряда факторов неорганического характера. Так, часть метаболитов разрушается под воздействием температуры и других физических и химических агентов, другая часть вымывается из почвы со стоком воды. Содействуют распаду метаболитов и морозы. Кроме того, в зимний период пауза в жизнедеятельности организмов снижает концентрацию метаболитов. Биогенная миграция атомов указывает на существование определенного направления, в котором должен идти эволюционный процесс в биосфере. Палеонтологическая летопись имеет характер не хаотического изменения, а явления определенного, развертывающегося все время в одну и ту же сторону. В ходе эволюции видов происходили изменения биогенной миграции элементов, связанные с захватом в это время новых областей земной коры, новых пространств для жизни. Впервые в истории Земли биогенная миграция, вызванная техникой, начала преобладать по своему значению над биогенной миграцией, производимой массой живого вещества. При этом изменились биогенные миграции для всех элементов. Этот процесс, совершающийся чрезвычайно быстро, в геологически ничтожное время изменил лик Земли до неузнаваемости. В охвате геохимической динамики жизни планеты и заключается сущность учения о биосфере. На исследование этого нацелены науки, составляющие особый класс фундаментальных наук — почвоведение, биогеоценология, геохимия ландшафтов, биогеохимия, радиационная биогеоценология, гелиобиология и другие. Проблема “Биосфера и человечество” оказывается в центре биосферологии как теоретической концепции о становлении человечества — мощной геологической силы и об интегральных геохимических эффектах глобальных акций человечества. За последнее время в разработке общебиосферной концепции резко обозначились четыре ракурса. Это, вопервых, энергичное развитие генетики (особенно фенетики и генетики природных популяций организмов), во-вторых, повышенный интерес к проблеме прижизненных и посмертных метаболитов организмов, их судьбе, типам и механизмам их разложения и ресинтеза (почвообразование, гумусообразование и глинообразование), в-третьих, фотосинтез как пусковой механизм энергетики биосферы и, наконец, в-четвертых, анализ роли деятельности человека в биосфере. Совокупность этих ракурсов дает представление, хотя еще и недостаточно полное, о темпах и типах отбора биогеохимических процессов в биосфере. Создается впечатление, что формы жизни в своей организации задают и формы “смерти” и, следовательно, типы почвообразования и биогеохимические циклы, уводящие исходные организационные структуры жизни в интегральную организованность биосферы. Иными словами, типы “смертей”, или распадов, организмов, включая прижизненные метаболиты, заданы в основном характером исходной структуры организмов, а не только и не столько термодинамической обстановкой среды. Таким образом, мы приходим к выводу, что понять почвообразование вне биосферного ракурса видения нельзя. Почвы — порождение биосферы, точнее витасферы, а их разнообразие в природе, их мозаика заданы структурой и работой живого вещества (сообществ организмов) в конкретных биогеоценозах. Глава вторая БИОСФЕРНО-БИОГЕОЦЕНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВОВАНИЯ В БУДУЩЕМ Природа — это материал для хозяйства всего человека и зеркало пути каждого из нас к истине. Стоит только хорошо задуматься о своем пути и потом из себя поглядеть на природу, 12 как там непременно увидишь переживание своих собственных мыслей и чувств. М. М. Пришвин. “Зеркало человека” Главные понятия в сельскохозяйственной науке — это плодородие почвы, урожайность культур, кормовые ресурсы и т. д. В них отчетливо выражен практический интерес к сельскому хозяйству как источнику продовольствия и сырья для производства необходимых человечеству предметов. Эти понятия, однако, нуждаются в строгом определении, основанном на естественнонаучной Концепции “Биосфера и человечество”, а не на антропоцентрической методологии, носящей глубоко потребительский характер и призывающей, по существу, к неограниченному и нерациональному использованию производительных сил земли. Даже само понятие “сельское хозяйство” (от слова “хозяин”, “господарь”) некорректно. Мы должны говорить скорее о “сельском хозяйствовании” как о процессе управления, оптимизации и планирования биопродуктивности. Теоретической основой учения о биопродуктивности ландшафтов стала биогеоценология, созданная в нашей стране В. Н. Сукачевым. Биогеоценология — это естественноисторическая дисциплина, изучающая закономерности формирования и эволюции элементарных структур витасферы — биогеоценозов, то есть конкретных лугов, лесов, тундр и т. д. В условиях разной ландшафтной обстановки формируются различные биогеоценозы — ельники, сосняки, злаково-разнотравные степи, осоковые или сфагновые болота и так далее. Единство биогеоценотической системы определяется круговоротом веществ между твердой (почва), жидкой (природные воды, транспирация) и газообразной (воздух) фазами. Один и тот же атом под влиянием живого вещества неоднократно бывает во всех трех фазах. Круговорот веществ в природе напоминает банковский оборот средств. Чем он интенсивнее, тем устойчивее система биогеоценоза, тем выше “процент с оборота” в доход человечества. Биопродукция — это и есть тот “процент с оборота”, на который мы можем позволить себе жить, не затрагивая “основного капитала”, не подрывая общую производительность Земли. Проблема хозяйственной биопродуктивности подразумевает активный подход к биогеоценозам как к управляемым системам на основе комплексного их изучения и рационального использования, ремонта и воспроизводства. Мы уже говорили, какую роль в биосфере играет живое вещество и его масса. Однако понятие “масса живого вещества” имеет лишь общее значение. Оно показывает нам предельное количественное выражение жизни на Земле в каждую конкретную единицу времени. Это, попросту говоря, статический момент. Если же мы введем в рассмотрение скорость размножения различных организмов, то мы получим представление о динамическом процессе, оценка и исследование которого составляют главную цель науки о биопродуктивности и, в частности, о биологических (кормовых и пищевых) ресурсах человечества. Поскольку основные кормовые и пищевые ресурсы человечества связаны в основном с травянистыми формациями, полный цикл развития которых укладывается в 1—2 года, можно считать за единицу измерения воспроизводства биопродуктивного ресурса человечества (кормового и пищевого) астрономическую единицу времени, равную одному году. Другими словами, скорость оборачиваемости капитала, то есть биологического ресурса, может быть выражена количеством органического вещества и метаболитов организмов, продуцируемых за один год. Однако жизненный цикл многих видов организмов на планете не укладывается в рамки одного года. Каким образом оценить их вклад в общую биопродуктивность? Для этого надо число реальных поколений организмов выразить в годичном исчислении. Для древесных растений, млекопитающих и ряда других организмов величина их годичной биопродуктивности будет значительно меньше их биомассы. Для микроорганизмов и многих беспозвоночных, наоборот, эта величина во много раз больше. Общая биопродуктивность выражается в количестве органического вещества, кислорода, углекислоты, транспирационной влаги, корневых выделений и других метаболитов организма, создаваемых особью, популяцией, биоценозом в ландшафте в единицу времени. Условно для особи за единицу времени можно принять время жизни этой особи. Для популяции — время между двумя соседними максимумами или минимумами численности этой популяции. Для биогеоценоза за единицу времени, по-видимому, целесообразно принять время фактической жизни доминанта данного биогеоценоза, например дуба в дубраве. Для интегральной оценки биопродуктивности ландшафта за единицу времени целесообразно принять один год. В зависимости от цели исследования ученый или практик имеет дело с биопродуктивностью особи, либо с биопродуктивностью популяции (баргузинского соболя, сосьвинской сельди, скального дуба), либо с биопродуктивностью биогеоценоза (лесного, лугового, степного) или какой-либо его части (растительность, древостой, плоды растений). Из этого следует, что биопродуктивность как природное явление отражает уровни организации жизни (клеточный, организменный, популяционный). Биопродуктивность как функция круговорота вещества на разных уровнях организации жизни на Земле — естественнонаучное, а не антропроцентрическое понятие и поэтому может рассматриваться в общебиосферном аспекте. Однако не исключен и утилитарно-хозяйственный подход к биопродуктивности, при котором оценивается или подлежит управлению одна или несколько из слагающих ее компонентов. Как правило, речь идет лишь об органическом веществе, а чаще об одной его доле (например, зерно без соломы и корней). Различают три вида хозяйственной биопродуктивности: пищевую, кормовую и сырьевую. К пищевой биопродуктивности относится та часть биопродукции, которая непосредственно употребляется человеком в пищу (зерно, клубни картофеля, ягоды, мясо животных). 13 К кормовой биопродуктивности относится часть биопродукции, которая поступает к человеку опосредованно, через один трофический уровень (кормовое зерно, кормовые корнеплоды, трава), то есть через животных (мясо, молоко, яйца). К сырьевой биопродуктивности относится часть биопродукции, которая ни прямо, ни опосредованно не поступает в пищу человека (шкуры пушных зверей, технические культуры — хлопок, лен, древесина), но используется им для своих целей. Понятие “урожайность” оказывается при таком подходе некорректным, так как, во-первых, относится ко всем видам биопродуктивности, то есть не специфично; во-вторых, применимо, как правило, только к растительным объектам и, в-третьих, не включает в себя весь комплекс метаболитов организмов, возникновение и деятельность которых регулирует биопродуктивность биогеоценозов в биосфере в целом (корневые выделения, кислород, углекислота и т.д.). Поэтому понятие “урожайность” по-прежнему можно употреблять лишь в утилитарно-бытовом смысле. В аналогичном смысле может употребляться и термин “плодородие”, исторически тесно связанный с термином “урожайность”. До сих пор нет строго количественного выражения для плодородия почв, а бонитировка (оценка почв) представляет собой один из самых неразработанных и запутанных вопросов науки. Неверно также употребление понятия “продуктивность почв” — наукообразной подмены понятия “плодородие почв”, кстати, тоже некорректного, ибо “давать плоды”, “рожать” — это свойство живого. Чем же заменить слово плодородие? Давайте думать. Понятие продуктивности может относиться только к природным (в идеале целинным) системам — биогеоценозам, ландшафтам, регионам и биосфере в целом, в которых почва выступает не как независимый объект, а как подсистема единой системы биогеоценоза. Попросту говоря, не бывает почвы без растительного покрова и других живых организмов так же, как не бывает живого покрова планеты на суше без почвы. Природные системы (биогеоценозы и ландшафты) сейчас в большинстве случаев сильно нарушены. Из природных биогеоценотических систем практически полностью исключаются пахотные угодья, не говоря уже о горных разработках, городах и поселках, которые представляют собой принципиально новые антропогенные ландшафты. У этих антропогенных систем одна черта, принципиально отличающая их от природных систем,— их неустойчивость во времени, неспособность самостоятельно выходить на стационарный режим существования, функционировать без санитарно-мелиорирующей деятельности человека. Поэтому нельзя говорить об агробиогеоценозах и даже об агроценозах, ибо в основе сельскохозяйственного производства лежит понятие о чистой монокультуре. В соответствии с концепцией о ноосфере, агробиоценозы, их индустриально-рекультивированные и иные варианты правильнее именовать нооценозами. Человек тратит огромные усилия и средства на поддержание бессорняковой чистоты полей и сеяных лугов, применяя для этого мощные агротехнические, агрохимические и другие средства, не считая огромных затрат на селекцию и испытания “баловней судьбы” — сортов сельскохозяйственных культур. С биосфернобиогеоценотической точки зрения, сельское хозяйство в его растениеводческой части противоречит естественному природному процессу, а корни этого противоречия уходят далеко в доисторическую эпоху. В наши дни затраты на поддержание нужного для человечества уровня сельскохозяйственной продукции настолько велики, а их КПД настолько мал, что есть основания считать причиной такого противоречия несовпадение характера и направлений (векторов) природного (биогеоценотического) и сельскохозяйственного процессов. Это противоречие раньше затушевывалось наличием огромных природных, в особенности биологических, ресурсов на нашей планете (лесных, рыбных, луговых, водных и других богатств). В настоящее время эти ресурсы в значительной степени растрачены. В природных биогеоценотических системах живые организмы выступают как следящая система за любыми изменениями в среде обитания — как внешними (климатическими, гидрологическими, геохимическими), так и вызываемыми ими самими (прижизненные и посмертные метаболиты, загрязняющие и частично отравляющие среду их обитания). Избежать самоотравления от собственных выделений им помогает объединение представителей разных видов в сообщества (ценозы). Разные виды организмов в ценозе могут разлагать и использовать выделения других видов, осуществляя тем самым санитарную функцию в биосфере. Именно эту санитарную работу, которую в почвах выполняют мириады микроорганизмов, грибов, актиномицетов, беспозвоночных животных и высшие растения, работу, очень четко организованную во времени и пространстве, человек добровольно взвалил на свои плечи и с великим упорством несет эту ношу в течение тысячелетий. Ежегодно распахивая почву, разрыхляя ее и оборачивая пласт, человек выводит из корнеобитаемого слоя “отходы” предшествующих сельскохозяйственных растений, обеспечивая “стерильную” питательную среду для сельскохозяйственных культур. При этом он удабривает почву, убивая пестицидами инородных пришельцев. Вот вам один из примеров рассматриваемого противоречия. Другой пример относится к понятию о живых организмах как о следящих системах. Каждый из нас не раз наблюдал, как после зимы в некоторый момент мгновенно трогаются в рост растения в лесах, степях, на лугах и болотах. Зеленый покров стремится максимально захватить энергию солнца, включив при этом в работу (в круговорот) вещество почв. В природе почва практически ни одного дня не бывает без зеленого покрова, дающего нам органическое вещество, кислород и многое другое. На сельскохозяйственных угодьях почва длительное время лишена зеленого покрова. После таяния снегов не сразу наступает физическая зрелость почвы, что задерживает пахоту, затем наступает время обработки почвы и сева, потом — ожидания всходов. Поля пустуют и осенью после 14 снятия урожая. Можно представить, как снижается биопродуктивность ландшафтов на полях по сравнению с постоянно вегетирующими природными сообществами, которые к тому же, имея ярусную структуру, более полно используют энергию солнечного спектра и соответственно почвенные ресурсы. Этот второй пример, иллюстрирующий рассматриваемое противоречие, показывает энергетическое преимущество биогеоценотических систем перед сельскохозяйственными, основанное на их сложной структурно-временной организованности. Число примеров можно увеличить (качественное разнообразие и целебность природной биопродукции, накопление гумуса в почве под естественной растительностью и т. д.). Конечно, не сегодня и не завтра великая, исторически инерционная система сельского хозяйства выйдет на новые пути, но на пороге третьего тысячелетия сельскому хозяйству неизбежно придется свою стратегию менять. Радикальный подход к стратегии современного сельского хозяйства не должен содержать только критическую оценку его состояния. Как бы ни была научно объективна критика, она мало что значит без выдвижения хотя бы самых общих суждений позитивного характера. Вот несколько таких замечаний. Во-первых, стратегию сельского хозяйства необходимо пересмотреть с точки зрения ее соответствия, а не противоречия природным биосферным процессам. Во-вторых, перевод сельского хозяйства на научную основу будет связан с созданием агросистем с оптимальной структурно-временной организованностью, с многокомпонентными сообществами организмов, включая высшие растения, с высокой стабильностью, минимизированной в агротехническом аспекте, но максимизированной в биологическом смысле. На этом пути, по-видимому, возможно улучшение не только количественной, но и качественной структуры биопродукции (аминокислотный состав, витамины, целебные вещества, сведение к минимуму содержания в биопродукции промышленных компонентов и др.). А мы надеемся, что в дальнейшем предпочтение будет отдаваться именно качеству биопродукции, а не ее количеству. Уже в далеком прошлом стихийно-эмпирически сельское хозяйство ощутило неизбежность введения некоторых биогеоценотических элементов, например, севооборота, ротации (круговращения) которого представляют собой некое подобие биогеоценоза, растянутого в пространстве и во времени (3-х — 9-польный севооборот). Введение севооборота объяснялось не только экономическими, но и биологическими мотивами (утомление почвы, борьба с фитопаразитами и др.). Больше того, как обязательный компонент в севооборот включались поля с многолетними травосмесями. А ведь именно в травосмесях можно увидеть прообраз агроценозов будущего. Мы уже говорили о запасах мировой флоры, из чего следует, что при должной селекции — многоплановой, а не однобокой, ориентированной только на весовую, а не на белковую урожайность,— возможно создание многокомпонентных агросистем будущего. В образцовом луговодстве и лесоводстве мы также видим прообраз агроценозов будущего. Это должны быть надежные следящие системы, обеспечивающие максимальную плотность и постоянство зеленого покрова планеты. Битва за зеленый покров планеты будет генеральным направлением всей стратегии сельского хозяйства будущего. Таким образом, создание агроценозов будущего как высокоорганизованных и управляемых человеком систем, оптимизированных по количеству и качеству биопродукции,— одно из позитивных решений проблемы “Биосфера и человечество”. При решении вопросов, касающихся биопродуктивности, следует особо выделить два аспекта, внешне непосредственно не связанных с проблемой биосферы. Это, во-первых, вопрос о перевариваемости пищи и кормов человеком и животным и, во-вторых, вопрос о неизбежности частичной смены структуры рационов. Сейчас накоплен большой материал по биогеоценотическому и химическому составу продовольствия и кормов (аминокислотный состав, каротин, протеин, жир, углеводы, зольные элементы и т. п.), издана не одна “телефонная книга” аналитических данных, проведены многочисленные исследования по перевариваемости пищи и кормов и структуре рационов. В результате всех этих работ мы приходим к выводу, что резервы КПД перевариваемости пищи и кормов достаточно велики. Иными словами, при достаточно высоком уровне селекции животных, всестороннем учете биохимической структуры пищи и кормов, оценке энергетических достоинств рационов и строгом выполнении зоотехических и ветеринарных требований, перевариваемость пищи и кормов может быть реально повышена в количественном и качественном отношении, что даст возможность уменьшить посевные площади, которые можно будет использовать для повышения общей биопродуктивности. Проблема питания населения необычайно многопланова. Во многих странах существуют институты питания. Пищевая индустрия достигла больших высот. Обозначаются контуры индустрии биосинтеза — микробного, дрожжевого, низших растений. Витаминные препараты стали обычным явлением. Большие возможности открывают биоорганическая химия, химия физиологически активных веществ и химия экстрактивных процессов. Не стоят на месте кормопроизводство и консервирование кормов. Широкие транспортные связи позволяют совершать крупные перевозки пищевых продуктов из разных в биогеохимическом отношении провинций: морская биопродукция поступает в глубины континентов, а прибрежные страны потребляют значительные количества континентальной продукции. Общая тенденция решения продовольственной проблемы, наметившаяся за последние десятилетия, связана с той или иной степенью интенсификации исторически сложившихся систем сельского хозяйствования на фоне непрерывного расширения посевных площадей. Это ведет к наращиванию технической мощи в сельском хозяйстве и к значительным затратам труда для получения того или иного количества биопродукции. 15 Распашка новых территорий, ранее занятых природными лугами, степями, саваннами, лесами и болотами, неизбежно ведет к ухудшению водного режима территорий и во многих случаях к эрозии почв. По-видимому, с этим связан великий процесс аридизации суши. И какие бы ни были обнаружены планетарные механизмы, роль антропогенного воздействия на этот процесс весьма значительна. Таким образом, современные тенденции развития сельского хозяйства не содержат ничего принципиально нового. В управление сельским хозяйством еще не проникли биосферно-биогеоценотические подходы. Несмотря на нарастание технического оснащения сельского хозяйства, крестьянский труд по-прежнему остается тяжелым, а коренных сдвигов в повышении уровня биопродуктивности, в особенности ее стабильности, не отмечается ни на одном континенте. Вместе с тем наметилась тенденция к повышению потребления мяса и молока в развитых странах, а это значит, что должно увеличиться производство кормов для животноводства, в особенности травяных. Многолетние травосмеси, как мы уже говорили, больше всего соответствуют понятию агроценоза будущего. В этом смысле расширение площадей, занятых травами, не противоречит природному биогеоценотическому процессу, а это уже много значит в аспекте воссоздания зеленого покрова планеты, повышения хозяйственной биопродуктивности ландшафтов и частичного решения проблемы качества биопродукции. К сожалению, мировая статистика кормопроизводства далека от совершенства. Нет четких различий в источниках кормов. Используются травы из лесов, лугов, саванн, полей, пойм и других ландшафтов. Поэтому о структуре кормовой базы судить трудно. Однако существенной ее особенностью, способствующей резкому увеличению продуктивности животноводства, можно считать использование фуражного зерна, что, кстати, по силам только развитым странам. Но интенсивная распашка земель под фуражное зерно приводит к эрозии почв и другим бедам, о которых говорилось выше. Таким образом, интенсификация животноводства, основанного на фуражном зерне, дает определенный эффект приращения животноводческой биопродукции, но дорогой ценой: растратой основного капитала — почвенного плодородия. Повышение почвенного плодородия за счет минеральных удобрений приводит к повышению урожайности, однако серьезной экономической оценки результатов применения минеральных удобрений, по-видимому, сейчас нет нигде в мире. Капиталистические страны, в особенности европейские, имеют источники минеральных удобрений, как правило, на территории стран Африки, Азии и Латинской Америки, во взаимоотношениях с которыми они до сих пор действуют по принципам, характерным для системы “метрополия — колония”. В применении минеральных удобрений есть несколько ограничивающих обстоятельств: во-первых, их относительно высокая эффективность при исходных низких урожаях снижается при повышении урожайности; вовторых, необходима специальная селекция новых сортов с высокой отзывчивостью на удобрения, а сорт, как известно, в один год не создается; в-третьих, растения не полностью используют вносимые удобрения; в-четвертых, удобрения выносятся в грунтовые воды или атмосферу. Все эти обстоятельства в совокупности резко снижают КПД применяемых минеральных удобрений, а значит, сводят к минимуму работу многих рудников и заводов. В научно-исследовательской и опытной практике применения минеральных удобрений установилась тенденция вносить на поля неограниченные дозы удобрений. Это, к сожалению, опасная тенденция, ибо применение удобрений в супердозах создает новые, дотоле не виданные биогеохимические провинции, опасные для здоровья и, по-видимому, для генетики человека. К тому же сносимые с полей удобрения и пестициды неизбежно попадают в водоемы, нарушая нормальное функционирование “кровеносной системы” территории, каковой являются реки. Например, азот усваивается всего лишь на 15—25 процентов, все остальное уходит в почву на глубину до 3 метров и водоемы. Такому безудержному применению удобрений должна быть противопоставлена научно обоснованная концепция, которая бы включала в себя не только компоненту “оптимальных доз”, но и компоненту “охраны окружающей среды”. Специального внимания заслуживают генетикоселекционные аспекты биопродуктивности, особенно вопросы, связанные с управлением иммунитетом растений и животных. Здесь заключен огромный ресурс биопродуктивности, скрыты факторы, стабилизирующие ее во времени. Весь природный комплекс конкретных ландшафтов, обладающих высокой биопродуктивностью (большая биомасса организмов, многообразие их видов, сбалансированная во времени и пространстве работа разных биологических групп, оптимальный режим почв и др.) нуждается не в пассивной охране, а в поддержании и управлении ими со стороны человека. В наши дни эмоционально-наблюдательное отношение к охране природы заменяется на активно планируемую и управляемую деятельность людей, заботящихся о высокой биопродуктивности ландшафтов с биосфернобиогеоценотических позиций. Повышение биопродуктивности ландшафтов будет связано и с созданием специальной природоохранной системы земледелия, существенный момент которой — в кратковременном или долговременном введении на части территории заповедно-переложного режима. Не надо считать это изъятием или списанием земли, скорее, это ее ремонт для дальнейшей жизни и работы. Думается, к месту будет напомнить слова В. В. Докучаева: “Народ хорошо умеет подмечать некоторые законообразности и всегда знает, как лучше использовать естественные силы природы, так что теперь отнюдь нельзя еще произнести окончательного приговора переложной системе хозяйства и сказать, что четырехпольная, семипольная и другие системы лучше ее”. 16 Из всего сказанного следует, что сельскохозяйственная наука и практика не могут развиваться вне проблемы “Биосфера и человечество”. На пороге третьего тысячелетия с неизбежностью встанет вопрос о коренном пересмотре и переоценке всех исторически сложившихся тенденций в сельском хозяйстве планеты. Основной мотив такого пересмотра — поиски путей соответствия сельскохозяйственных процессов природным, биогеоценотическим. На биосферно-биогеоценотическом подходе к сельскому хозяйству будет базироваться стратегия сельского хозяйства будущего, основанного на повышении общей биопродуктивности без подрыва производительных сил Земли с обеспечением высокой стабильности сельского хозяйства вообще и кормовой базы в частности. Глава третья С ЧЕГО НАЧИНАЮТСЯ ПОЧВЫ Из одного состоянья Земля переходит в другое. Прежних нет свойств у нее, но есть то, чего не было прежде. Т. Лукреций Кар. “О природе вещей” В самом деле, в почве есть все, что присутствует и в так называемых “факторах почвообразования”. Есть минералы и воздух, вода, корни и микроорганизмы. Однако и вода “не та”, и воздух “не тот”, и минералы “не те”. Например, в обычном воздухе содержание углекислого газа составляет 0,03 процента, а в почвенном воздухе — от 0,3 до 1 процента. Обычная вода замерзает при 0°С, а почвенная гигроскопическая влага — при минус 70° С. В первичных кристаллических породах нет глинистых минералов, тогда как в почвах они присутствуют в значительных количествах, не говоря уже о типично почвенном веществе — гумусе. Окислительновосстановительный потенциал почв варьирует в пределах 1 вольта, точнее, в пределах 300—400 милливольт в год на одном месте. Считают, например, что самовозгорание торфов связано именно с изменением окислительновосстановительного потенциала при его высыхании. Подобно тому, как сплав двух металлов имеет свойства, отличающиеся от свойств слагающих его металлов, почва представляет собой уникальный “сплав” всего сущего на планете, причем “сплав”, образование которого происходит в течение весьма длительного времени. Естественно, возникает вопрос: с чего же начинаются почвы? Мы постараемся ответить на этот вопрос. Анализ первичного почвообразовательного процесса как начального процесса всего почвообразования на планете связан с именами выдающихся советских ученых — академиков Василия Робертовича Вильямса и Бориса Борисовича Полынова. В последние годы имена этих замечательных людей незаслуженно замалчиваются, хотя их роль в становлении почвоведения огромна. Работы академика Вильямса имели и, что особенно важно, имеют сегодня большое значение для развития почвоведения и земледелия. Он стремился вывести из общей теории почвообразовательного процесса следствия и законы, пригодные для внедрения в земледельческую практику. Ему чужд был снобизм многих ученых, разделявших в начале нашего века науку на чистую и прикладную. Более тридцати лет этот уже очень больной человек не покидал своего рабочего места в Тимирязевской академии, проводя многочисленные опыты над гумусовыми веществами почв, работая над теоретическими проблемами почвоведения, луговедения и другими разделами биосферного земледелия. Кроме анализа первичного почвообразовательного процесса, В. Р. Вильяме разработал общую схему единого почвообразовательного процесса на Земле, выделив в нем периоды и стадии. Ему принадлежат идеи об абсолютном и относительном возрасте почв, о ведущей роли биологического фактора в почвообразовании, именно он ввел понятия о большом геологическом и малом биологическом круговоротах веществ и стал основоположником травопольной системы земледелия в нашей стране. Его труды — существенный вклад в познание гумусовых веществ почв, а также закономерностей пойменного почвообразования, луговедения и луговодства в поймах рек. Время делает свое дело. Многое в судьбе работ Вильямса жизнь изменила по-своему, но широта подхода к проблемам земледелия и оригинальность мышления позволяют считать его наряду с такими классиками, как Юстус Либих, А. В. Советов, И. А. Стебут, Д. Н. Прянишников, Н. И. Вавилов, крупнейшим ученым по проблеме “Биосфера и земледелие”. В череде классиков естествознания, работавших в области почвоведения и своим творчеством подготовивших и создавших современное биосферное мировоззрение, стоит имя Б. Б. Полынова. Человек твердой воли и кристальной честности, абсолютно преданный науке, Полынов был неутомимым почвоведом-географом и замечательным натуралистом. Участник двух войн — русско-японской и первой мировой — он и на фронте в окопной обстановке находил время для научных раздумий. Опубликованные им статьи имели пометки: “Из действующей армии”. Работая на Дону, на Амуре, на Урале, Полынов сделал очень много научных открытий, касающихся в основном процессов выветривания горных пород и первичного почвообразования. Он создал учение о геохимии ландшафтов, которое в наши дни легло в основу охраны природы от различных загрязнений (техногенных, радиационных, транспортных, сельскохозяйственных, военных и т. д.), а также поисков полезных ископаемых. Он не дожил до триумфа своей концепции, но благодаря ученикам и последователям — А. И. Перельману, М. А. Глазовской, В. В. Добровольскому, Э. Б. Тюрюкановой и другим — учение Бориса Борисовича Полынова стало достоянием и подлинным украшением естествознания в нашей стране и за рубежом. Мы еще вернемся к изложению этой концепции, а сейчас сосредоточим 17 внимание на анализе процессов выветривания и первичного почвообразования, проведенном в работах В. Р. Вильямса и Б. Б. Полынова. Итак, выветривание горных пород рассматривается как необходимое условие для начала почвообразовательного процесса. Твердые массивные кристаллические магматические, метаморфические и осадочные породы, созданные или захороненные в глубинах Земли, при выходе на земную поверхность подвергаются активному воздействию физических, химических и биологических факторов. Говоря другими словами, эти породы попадают из одного термодинамического поля в другое, существенно отличное от первого. Амплитуды воздействия факторов выветривания на исходные породы достаточно велики. Абсолютная амплитуда температур воздуха у поверхности Земли составляет почти 150° С, на широте Москвы эта величина в два раза меньше — 75—80° С, а суточная — в пределах 15—20° С. Нагрев или охлаждение поверхности пород зависит от их экспозиции, цвета, теплоемкости и состава. Так, на Карельском перешейке, где на поверхность выходят гранитные скалы, их южная сторона получает столько же тепла, сколько северные склоны холмов или береговых откосов на Украине, под Харьковом или Полтавой. Белый цвет горных пород (известняки, меловые горы) обладает высокой способностью отражать тепловые лучи, черный (базальты, порфириты, лабродариты, шунгиты Карелии, сланцы, угли) — поглощать тепло. Так, известный памятниками деревянного зодчества знаменитый остров Кижи, расположенный на Онежском озере, был первым освоен поселенцами, потому что его черные шунгитовые сланцы хорошо прогревались в летнее время, что в северных широтах крайне существенно для земледелия. Теплоемкость пород выражается в количестве тепла, необходимого для нагрева 1 килограмма породы на 1°С. Наивысшей теплоемкостью в природе обладает вода — ее теплоемкость принята за единицу. Теплоемкость же горных пород, массивных или разрыхленных, изменяется в пределах 0,15— 0,30. Значит, породы с большим содержанием воды имеют большую теплоемкость, на их нагрев идет больше тепла. Состав пород оценивают обычно как по составу минералов, слагающих породу, так и по химическому составу. Различают породы мономинеральные и полиминеральные. К мономинеральным, представленным одним минералом, относятся кварциты (кварц), известняки (кальцит) и т. д. Но чаще всего горные породы сложны по своему составу. Гранит, например, состоит из трех минералов (кварц, слюда, полевой шпат), а в состав темных, основных пород, таких как базальт, пироксениты, дуниты, входят авгит, роговая обманка, пироксен и другие, каждый из которых обладает своей теплоемкостью и, что особенно важно, разными коэффициентами линейного расширения. Влияют на процесс выветривания дождевые и подземные воды, их минерализация, состав ионов и химическая активность, степень насыщенности газами (углекислотой, кислородом и др.) и их парциальное давление, кислотность и окислительновосстановительный потенциал. Как видно из сказанного, все факторы физического и химического воздействия на горные породы изменяются в широких пределах и комбинациях, но важно подчеркнуть, что они действуют всегда, то есть, как говорил В. В. Докучаев о факторах почвообразования, “ни один из них не равен нулю”. Кроме того, у природы есть то, что существенно отличает ее от живых организмов,— у нее есть в запасе вечность. День и ночь, год за годом, век за веком факторы выветривания активно воздействуют на горную породу, вызывая ее растрескивание. Рано или поздно силы сцепления веществ и минералов не выдерживают, порода рассыпается, превращаясь в рухляк. Силы тяготения, вода и ветер разносят рыхлые продукты выветривания по земной поверхности, включая их в большой геологический круговорот на Земле. Однако для нас важно сейчас с позиций первичного почвообразовательного процесса увидеть в образовавшемся рухляке и мелкоземе не просто дробление породы, а возникновение нового качества ее — резкое увеличение поверхности и проницаемости для воды, а следовательно, и резкое увеличение числа активных центров взаимодействия исходной породы с факторами выветривания. При дроблении породы резко возрастает роль различных химических реакций. Химическое выветривание набирает силу, готовя субстрат для первичного почвообразования. Однако формирование рухляковой породы как этап, предшествующий процессу первичного почвообразования,— результат не только чисто физических и стерильно химических процессов. Впервые на недостатки такого подхода обратил внимание Б. Б. Полынов. Он поставил перед почвоведами задачу широких и систематических исследований первых стадий выветривания и почвообразования. Когда же внимание исследователя сосредоточилось на конкретных проявлениях первых стадий почвообразования, когда скалы, покрытые лишайниками и мхами, стали предметом не мимолетного обзора ландшафта, сделанного на пути от одного пункта к другому, а длительного сосредоточенного наблюдения и исследования, то сомнения пришли сами собой. Это произошло в 1940 году на одном из участков Ильменского государственного заповедника, где Полынов вместе со своими сотрудниками по Почвенному институту Академии наук СССР и по кафедре почвоведения Ленинградского университета приступил к работе по изучению первых стадий почвообразования. Начальные наблюдения были сделаны в пределах большой возвышенности, покрытой вековым сосновым лесом и известной под названием горы Косой. Наиболее высокая часть этой возвышенности представлена прерывистой цепью скалистых выходов гранитогнейса. Один из таких выходов избрали для подробных исследований. Вот как описывает Б. Б. Полынов свои наблюдения: “Громадные глыбы гранитогнейса нельзя было назвать обнаженными в полном смысле этого слова. Их открытые поверхности представляли достаточно пеструю картину. На площадках в несколько квадратных метров можно было наблюдать целую систему своего рода “микроландшафтов”. Здесь были участки, лишенные заметной 18 простым глазом растительности. Они были как будто покрыты тонким ржаво-бурым налетом, который, однако, не скрывал зернисто-кристаллической структуры породы. В других местах этот налет отсутствовал, и поверхность выступала, как свежий излом породы, но еще больше было участков, покрытых лишайниками. Некоторые из участков были с различными по окраске так называемыми “накипными” лишайниками, так крепко внедрившимися в породу, что отделить их можно было только соскабливая вместе с частицами породы, другие участки были с “листовыми” лишайниками, прикрепленными к породе лишь в одном месте “куста” и простирающими над ней свои пальчатообразно расположенные пластинки; иные были с пластинками, прикрепленными в нескольких местах, причем величина и окраска этих пластинок были весьма разнообразны. Наконец, более или менее ясно выраженные впадины на поверхности глыб часто были заселены уже щетками и подушками темно-зеленых мхов. Из глубоких трещин, местами растрескавших глыбы, равно как и из расщелины между глыбами, нередко поднимались сосновые деревца”. Более внимательное изучение этих “микроландшафтов” позволило Полынову нарисовать следующую вероятную картину расселения растительности. Одними из первых поселенцев на скальной породе стали накипные лишайники. На подготовленном ими субстрате развиваются лишайники с листообразными пластинками, под которыми всегда имеется некоторый, хотя и ничтожный, слой темного порошкообразного вещества, так называемый “мелкозем под лишайниками”. При этом не исключается возможность смены одних лишайников другими. На трупах лишайников появляются мхи и под ними обнаруживается уже более заметный слой темного мелкозема. Темный порошкообразный материал, постепенно заполняющий трещины в глыбах и расщелины между ними, становится областью распространения корней “скальной” сосны. Этот порошок, с одной стороны,— смесь продуктов гумификации и минерализации лишайников и мхов, а с другой — смесь остаточных элементов породы после разрушения ее поверхности лишайниками и мхами и усвоения ими изъятой из породы минеральной “пищи”. Возможно, что первопоселенцами на скальных породах были микроорганизмы, однако Б. Б. Полынов приходит к выводу о том, что лишайники способны не только механически разрушать скальные породы, но и использовать минеральную пищу непосредственно из- кристаллических минералов, слагающих породу. Исследования разрезов почв у подошвы описанных скалистых выходов гранитогнейса и ниже, проведенные участниками этой экспедиции, свидетельствуют о том, что формирование профилей таких “неполных” почв происходит главным образом за счет погребения обломков щебня тонким мелкоземлистым материалом, снесенным или смытым с поверхности скал и окрестных камней, на которых он создается благодаря неизменной и неуклонной работе лишайников. Эти исследования позволили Б. Б. Полынову утверждать, что превращение породы в рухляк не есть стерильный процесс и само образование рухляка происходит при активном участии организмов. К сожалению, эти интереснейшие исследования были прерваны войной. После войны сотрудники и ученики Б. Б. Полынова опубликовали серию работ о первичном почвообразовании на скалах, закрепив приоритет нашей науки в вопросе об эмбриогенезе почв. Интересные работы, доказывающие участие микроорганизмов в первых стадиях выветривания минералов, были проведены ученицей Полынова М. А. Глазовской. В высокогорной зоне Тянь-Шаня, где хозяйничают ледники и голые гранитные скалы без всяких признаков жизни, она обследовала отслаивающиеся выветренные корки гранита. На нижней стороне такой корки были обнаружены не только сине-зеленые водоросли, которые обычно являются первыми поселенцами, но и богатая бактериальная флора, и низшие грибы. Кроме того, М. А. Глазовская ставила эксперименты по искусственному развитию микроорганизмов в питательных средах, где вместо того или иного питательного элемента, вводимого обычно в виде солей, она использовала его первоисточник в форме магматического минерала: вместо калия — ортоклаз, вместо магния — роговая обманка, вместо фосфора — апатит. Все эти опыты в отличие от контрольных показали прекрасное развитие микроорганизмов и разрушение минералов. Итак, стало ясно, что процесс первичного почвообразования начинается с механического, физического и химического выветривания и далее продолжается при непосредственном участии биологического фактора. Работа литофильной (произрастающей на камнях) растительности на первых стадиях выветривания выражается в механическом разрушении минералов, в поглощении минеральных элементов, в образовании вторичных минералов. Механическое разрушение минералов лишайниками хорошо иллюстрирует работа Е. А. Яриловой, в которой с помощью микрофотографии показано разрушение слюды гифами лишайника: раздробленные и расщепленные обломки минералов втягиваются гифами лишайника и в большей или меньшей степени как бы перевариваются в нем, так что тело лишайника часто бывает насыщено такими микроскопическими обломками. В 1959 году на биостанцию Миассово, расположенную на Южном Урале в знаменитом Ильинском заповеднике, съехалось много молодых и уже немолодых ученых. Они собрались на научные “трёпы”, официально называемые симпозиумами по теоретической биологии. Душой этих дискуссий был тандем двух известных ученых: биологагенетика Николая Владимировича Тимофеева-Ресовского, теперь известного героя повести Д. А. Гранина “Зубр”, и математика-кибернетика Алексея Андреевича Ляпунова. Время в науке было сложное. Генетика оказалась во власти прикладной агробиологии, а кибернетика числилась в разряде лженаук. Дискуссиям по теоретической биологии в глухом лесу на берегу красивого озера Большое Миассово никто не мешал. Трудно рассказать, как спорщики искали истину, но крик, или, как они говорили, “ор”, стоял невероятный. И только врожденный такт лидеров симпозиума мог поставить предобеденную точку. 19 А потом ученые расходились: кто шел купаться, а кто — в лес, где находилось сравнительно небольшое, но еще более красивое озеро Таткуль. Дорога к нему вела ровная, с остатками березовой рощи, погибшей от нашествия “шелкопряда”. На берег этого озера выходят невысокие скалы и среди них огромные, метров по пять, кварцевые глыбы. Что это — кварц, никто не сомневался, но он был розовым. Розовые кварцы?! Это что-то новое. Николай Владимирович призывал всех высказывать предположения о происхождении розовых кварцев. “О сколько нам открытий чудных готовит просвещенья век”... Доктора и кандидаты наук выдвигали гипотезы одна интереснее другой. Правильный ответ дала микробиолог Московского университета Т. Г. Мирчинк. Она провела исследование микрофлоры кварцев. И “стерильные” кварцы заговорили. Оказалось, что в не видимых глазу микротрещинках кварца поселились микроводоросли, относящиеся к классу зеленых, или равножгутиковых. Это были виды активно живущих и фотосинтезирующих микроводорослей в прозрачном кварце. Их окраска отсвечивала по всем граням кварцевых кристаллов, придавая им розовый цвет. “Давление” жизни, то есть рост числа и размеров клеток водорослей, было так велико, что кварц трещал “по швам”, точнее, по спайностям соседних кристаллов, и по новым микротрещинам расползались новые клетки микроводорослей. Как не вспомнить здесь силу жизни растений, пробивающихся через асфальт и бетон. Но, кроме давления, водоросли еще резко подщелачивали среду с рН 6,4 до 8,1. Итак, первыми атакуют горную породу все-таки водоросли. Вторую атаку осуществляют лишайники. Кто не видел красивых разноцветных разводов лишайников на скалах, камнях и даже на памятниках! На первый взгляд ничего особенного за ними не замечалось. На самом же деле лишайники — сильнейший геохимический фактор в биологическом выветривании горных пород. Как нас всех учили в школе, лишайники — это особый симбиотический вид организмов. В теле лишайника сосуществуют два контрастных типа организмов — водоросли-фотосинтетики и грибы. Их дружная работа и длительное, устойчивое сосуществование говорят о том, что лишайники — самое простейшее сообщество организмов, основанное на положительном взаимовлиянии. Днем, при солнечном облучении, водоросли активно фотосинтезируют, сильно подщелачивая среду своими выделениями — метаболитами. Ночью основная активность переходит к грибам, которые выделяют большое количество кислых продуктов. И так день и ночь идет огромная биогеохимическая работа лишайников, день и ночь водоросли и грибы своими выделениями разрушают горные породы. Там же, на Южном Урале, был поставлен простой опыт. В дистиллированную воду поместили лишайники и в течение нескольких суток измеряли кислотность воды. Величина рН при этом колебалась от 2,5 до 8,5, то есть концентрация ионов водорода изменялась в течение суток на шесть порядков, или в миллион раз. Естественно, что такая химическая атака расшатывает кристаллическую структуру минералов. Если к тому же учесть, что лишайники выделяют высокоактивные органические вещества, так называемые лишайниковые кислоты, имеющие, как правило, хелатную комплексную природу, то легко представить геохимическую участь минералов и входящих в них химических элементов. Комплексные соединения способны захватить или “вытащить” большинство химических элементов из любой минеральной системы, которая, потеряв тот или иной элемент своей кристаллической структуры, неизбежно развалится. Все это вместе взятое рисует нам грандиозную картину биологического выветривания и первичного почвообразования на безмолвных скальных породах. Возникающий под действием лишайников тончайший мелкозем, обогащенный их органическим веществом, сдувается или стекает с водой в микротрещины скальных пород, создавая в них первые очаги микропочв, где уже могут поселиться высшие растения, преимущественно злаки. Изменение растительного покрова на скальных породах, формирование биоценозов с развитой корневой системой, создающих мощное давление жизни, производит со временем разрушительный эффект, сравнимый с крупными взрывами в каменоломнях. Биологическое выветривание и первичное почвообразование готовят основные условия для развитого почвообразования в депрессиях рельефа, пологих склонах, на равнинах и в долинах. Но для этого требуется два условия: большие времена и явление стока, то есть выноса и аккумуляции веществ. В природе нередко бывает так, что выветривание горных пород идет длительное время без значительного стока мелкоземного материала. Тогда образуются сравнительно мощные (в несколько метров) коры выветривания, материал которых по цвету и минералогии существенно отличается от исходной горной породы. Здесь можно встретить камни исходной породы, состоящие из многих скорлупок-слоев разной степени выветрелости. Это так называемые “гнилые камни”. Очень подробно такие преобразования минералогического и химического состава пород изучил на диоритах Южного берега Крыма Г. В. Добровольский. Но еще более яркий пример образования “гнилых камней” можно было наблюдать в красноцветной коре выветривания недалеко от города Батуми. Почти 2500 миллиметров осадков в год, круглогодичные положительные температуры — все это ведет к пышному расцвету растительности и микрофлоры, резко усиливающих процессы выветривания и способствующих проникновению их продуктов в многометровую толщу. Представьте себе удивительное зрелище: в красноцветную глинистую толщу вкраплены серые большие камни, сохранившие всю видимость кристаллической структуры исходного валуна. Но это сходство только внешнее. Твердый когда-то камень превратился в мягкую мажущуюся массу, которую “хоть на хлеб намазывай”. Существует много кор выветривания, которые образовались в далекие геологические эпохи. Когда-то они несли на себе древние почвы, а сейчас захоронены на разных глубинах. Изучавший древние коры выветривания Кольского полуострова академик А. В. Сидоренко реставрировал былые геологические процессы, совершавшиеся в нашем 20 Заполярье многие миллионы лет назад. Очень интересны и познавательны коры выветривания над различными месторождениями полезных ископаемых, особенно железорудными. Над мощным рудным телом залегают многометровые толщи окисленных ржавых железистых образований. Однако коры выветривания над месторождениями — яркие, но локальные образования. Для нас с вами, взирающих на почву не только глазами натуралиста, но и земледельца, существенно рассмотреть первичные этапы выветривания и почвообразования не только на массивно-кристаллических породах или над месторождениями, но и на осадочных морских и континентальных породах, каковыми являются известняки, глины, пески, песчаники, опоки. Продукты выветривания, как оставшиеся на месте, так и переотложенные силой воды и ветра на малые или большие расстояния, дают начало различным генетическим типам отложений, которые становятся материнскими почвообразующими породами и на которых развертывается современное “зрелое” почвообразование. В зависимости от состава почвообразующих пород под воздействием факторов почвообразования со временем возникают современные нам почвы во всем их многообразии и многоцветье. Исследованию генетических типов отложений и почвообразующих пород, относящихся к области четвертичной геологии, большое внимание уделили замечательные наши ученые Г. Ф. Мирчинк, Е. В. Шанцер, П. И. Чижиков и другие. Все они были представителями московской геологической школы, корнями уходящей к работам Г. Е. Шуровского и А. П. Павлова. Георгий Федорович Мирчинк — один из создателей советской школы исследователей четвертичного периода в геологии. На примере Центральной России он расшифровал сложнейшую мозаику и разновременность четвертичных послеледниковых отложений, без знания которых невозможно высказать суждение ни о характере почв, ни о времени их возникновения. Трагическая судьба Г. Ф. Мирчинка (в начале 40-х годов он погиб в Саратовской тюрьме) не позволила ему завершить эту важнейшую работу. Яркой фигурой в изучении генетических типов отложений на Русской равнине стал Евгений Вергильевич Шанцер, чье монографическое исследование об аллювии (речных наносах) равнинных рек — ярчайшая страница всей мировой геологии. Ему удалось разрубить “гордиев узел” бесконечного разнообразия пойменных наносов и жизни реки, что помогло почвоведам генетически расшифровать пойменное и долинное почвообразование. Ему же принадлежит и монографическая разработка учения о генетических типах континентальных отложений. Велика заслуга перед наукой почвоведа Петра Никаноровича Чижикова — скромного доцента Московского университета. Работая в Музее землеведения МГУ, он составил карту почвообразующих пород европейской части СССР, где отражены многие закономерности в распределении наносов на этой территории. А сколько еще интересных и талантливых ученыхтружеников, чьим трудам мы обязаны современным знанием почвообразующих пород, не на которых, как принято думать, а из которых развились наши почвы. Потому-то эти породы и называются материнскими. Мы подробно остановились на процессе первичного почвообразования на массивно-кристаллических горных породах, однако среди материнских пород преобладает другая обширная группа — осадочные морские и континентальные отложения. Уже само название говорит об их происхождении. Морские отложения формируются в течение долгих веков на дне морей и океанов. Сменяются геологические эпохи, меняется климат, моря отступают и наступают: там, где раньше была суша, бушуют волны, а на месте когда-то теплого моря колышется волнами раздольная степь или стоит могучий дубовый лес. Морские отложения — захороненные на дне остатки живого мира моря, — оказавшись на поверхности, при контакте с атмосферой испытывают на себе огромный натиск всех сил выветривания. И на известняках и мергелях начинает формироваться почва. Попадая в благоприятные климатические условия, почва на таких породах может стать очень плодородной. Суровый же климат замедляет процесс первичного почвообразования. Континентальные отложения, занимающие огромные пространства, представляют собой переотложенные продукты выветривания горных пород. В Северном полушарии такие почвообразующие породы наиболее распространены и для нас с вами представляют большой интерес. Рассмотрим их более внимательно, а для этого обратимся к работам замечательного советского геолога Е. В. Шанцера. Шанцер, развивая представления А. П. Павлова о генетических типах континентальных осадочных образований, предложил свою схему их классификации, положив в основу историко-геологический или историкогенетический принцип. Происхождение всех континентальных отложений связано с миграцией вещества на суше в виде так называемого твердого стока и лишь частично в виде растворенных веществ. Начальный этап миграции вещества осуществляется в пределах водораздельных пространств. Здесь, особенно на обширных территориях с относительно выровненным рельефом, ведущим фактором является выветривание. Слагающие кору выветривания рыхлые продукты переработки исходных горных пород — элювий — образуют весьма своеобразную группу осадочных образований, которая и рассматривается в качестве первого крупного подразделения классификации Шанцера. Элювий разносится далее по поверхности континентов и дает начало всем остальным континентальным осадочным образованиям. Большее или меньшее количество продуктов сноса задерживается при этом на нижних частях склонов и у их подножия, образуя разнообразные отложения, которые составляют второе крупное подразделение — склоновые, или коллювиальные, наносы. В зависимости от особенностей рельефа, климата и геологического строения местности эти породы возникают либо обрушением и осыпанием обломков горных пород под влиянием собственного веса, либо оползневым скольжением блоков пород, либо медленным течением 21 поверхностных слоев грунта, переувлажненных до пластичного или текучего состояния. Наносы, отложенные вследствие смыва разрыхленного выветриванием покрова струйками стекающей со склона дождевой или талой снеговой воды, относятся к делювию. Склоновые отложения соответствуют начальным фазам перемещения осадочного материала, поэтому редко сохраняются в ископаемом состоянии в составе древних континентальных осадочных формаций. Основная масса продуктов выветривания и разрушения горных пород русловыми водными потоками рек и ручьев либо талыми водами ледников, либо ветром переносится на дальние расстояния и переотлагается. Так образуются аллювий, пролювий и озерные отложения. Аллювий — это отложения русловых водных потоков (рек и ручьев), слагающие речные долины и прилегающие к рекам территории — поймы. Пролювием называется весь комплекс накоплений устьевых выносов долин рек. Озерные отложения — результат оседания переносимого аллювиальным путем материала. При этом нужно добавить, что наибольшей способностью к передвижению в воде обладают мельчайшие частички, так называемая илистая фракция. Они образуют в воде суспензию и в таком состоянии могут переноситься на огромные расстояния. Своеобразная форма миграции продуктов выветривания и разрушения горных пород — перенос подземными водами. Отложения в карстовых (провальных) полостях и пещерах относятся к подземноводному парагенетическому ряду. Сюда же относятся и отложения источников (родников). Особенно важное значение для понимания почвообразования имеют отложения ледников и их талых вод. Это основные и краевые морены (песчано-щебнистый материал), которые образовались на месте растаявшего ледника, принесшего издалека в своей толще продукты разрушения горных пород, а также размытые талыми водами разные отложения. Последними в ряду континентальных осадочных образований выступают ветровые, или эоловые, наносы. К ним относятся эоловые пески — перевеянные отложения, и эоловые лёссы — навеянные отложения. Развеиванию могут подвергаться любые осадочные отложения. Дюны, барханы, грядовые пески довольно широко распространены в природе и на них тоже может начаться почвообразовательный процесс. В природе отделить действия одного фактора от другого невозможно, поэтому чистые типы континентальных отложений встречаются редко. Чаще мы наблюдаем смешанные типы — делювиально-аллювиальные, пролювиальноозерные, делювиально-эоловые и прочие. Например, образование осыпей, как правило, сопровождается смывом мелкоземлистых продуктов выветривания с того же самого склона, поэтому образующиеся отложения можно считать лишь делювиально-осыпными. Точно так же к аллювию, образующемуся на дне долины, примешивается материал пролювиальных выносов из боковых долин и оврагов; ледник при своем движении включает в донную морену и отложения подледниковых потоков талых вод, обогащая ее песком, гравием и скатанной галькой. Итак, вернемся к вопросу, поставленному в начале главы: с чего начинаются почвы? Теперь мы уже знаем, что почвы начинаются с первичного почвообразовательного процесса, существенную роль в котором играют процессы выветривания горных пород. Трудно провести различие между первичным почвообразованием и процессами выветривания. Как мы убедились, не бывает стерильного безжизненного выветривания. “Жизнь всюдна”,— повторял В. И. Вернадский,— и роль живого вещества, включая метаболиты, в превращениях исходных горных пород огромна. Остается условно наметить одно различие между первичным почвообразованием и выветриванием. Первичное почвообразование совершается только в верхнем горизонте земной коры в условиях интенсивного водо- и воздухообмена в области сгущения живого вещества с его грандиозной геохимической деятельностью. Процессы выветривания и образования кор выветривания могут происходить на разных глубинах, а не только на поверхности, как в случае с батумскими красноцветными толщами. Отложенные или переотложенные продукты выветривания и первичного почвообразования дали начало материнским породам, из которых в тундрах и пустынях, в лесах и степях, в горах и на равнинах формировались различные почвы. К рассказу о них мы перейдем в следующей главе. Глава четвертая ГДЕ, КАКИЕ ПОЧВЫ ВОЗНИКЛИ И ОТЧЕГО ОНИ РАЗНОЦВЕТНЫ Да, для нас это грязь на калошах, Да, для нас это хруст на зубах, И мы мелим, и месим, и крошим Тот ни в чем не замешанный прах. Но ложимся в нее и становимся ею, Оттого и зовем так свободно — своею. А. Ахматова “Родная земля” У каждой территории есть свой определенный возраст (“возраст страны”, как говорил В. В. Докучаев). Есть территории молодые, например Прикаспий, а есть и древние, такие как Восточная Сибирь, Урал. Но не всегда “возраст страны” совпадает с возрастом почвы, сформировавшейся на территории этой страны. Прикаспий, например, территория молодая, недавно освободившаяся от вод Каспийского моря (так называемая Хвалынская трансгрессия), и почвы на этой территории молодые: бурые степные, солончаки, солонцы, светло-каштановые. А на древних 22 территориях Уральских гор, как мы видели, идет еще первичное скальное почвообразование. В первом случае эволюция территории и эволюция почв идут синхронно всего лишь 3—7 тысяч лет. На Урале возраст страны составляет десятки и сотни миллионов лет, а почвы там совсем молодые, первичное почвообразование происходит на наших глазах. Еще разительнее пример одновременности формирования территории и почв представлен в поймах рек. На современных речных аллювиальных наносах формируются современные пойменные почвы во всем многообразии их морфологии, строения, гидрологического режима и т. д. Мы не случайно в начале этой главы заговорили о “возрасте страны” и возрасте почв, поскольку возраст — это характеристика фактора времени, выделенного В. В. Докучаевым в особый фактор почвообразования. Особый, потому что без него не происходит вообще никакого почвообразования. Почва — продукт взаимодействия почвообразующих факторов во времени. Изменялись условия, изменялся и характер взаимодействия. На каком-то этапе развития определяющими были одни факторы, на каком-то — другие, то есть менялось их соотношение во времени, причем ни один из этих факторов никогда не равнялся нулю, что особо подчеркивал В. В. Докучаев. Неоднородность лика Земли, то есть неоднородность биосферы, определила неоднородность почвенного покрова планеты, который по мере развития сам стал важнейшей характеристикой неоднородности биосферы. В. В. Докучаев не только создал научное почвоведение, он открыл и обосновал законы распределения почв в зависимости от рельефа местности, от состава материнских пород, от характера растительности, от климатической обстановки и т. д. Открытые им закономерности в распределении конкретных почв позволили ему увидеть и более общие закономерности в распределении почв на планете — широтная зональность на равнинах и вертикальная зональность в горах. Докучаев первый осознал, что мозаика почвенного покрова — это следствие разного происхождения почв, их генезиса, вызванного произвольным сочетанием факторов почвообразования. В этом смысле основная заслуга Докучаева состоит в открытии географо-генетического метода как основного метода почвоведения. В географии почв основной метод — картографический. За столетие, прошедшее с момента создания генетического почвоведения, были составлены десятки тысяч различных почвенных карт от крупномасштабных (1:10000— 1:50000) карт отдельных территорий и хозяйств до мелкомасштабных карт конкретных регионов, стран и всего мира. Почвенная карта позволяет увидеть целую гамму ранее не известных закономерностей в распределении почв и дает стимул для постановки новых фундаментальных или прикладных проблем. Огромные перспективы в развитии почвенной картографии появились в связи с применением аэрофотосъемки и космической съемки. Последние знаменуют целую революцию в картографии и выводят почвенные карты из категорий статических картин в область исследования динамики почвообразования и почворазрушения за обозримые отрезки времени. В современном почвоведении, как и в других науках биосферного класса, происходит сложный процесс поиска качественно новых подходов к исследованию почв, в основном нацеленных на разработку общих и конкретных вопросов бонитировки. Докучаевская историко-генетическая концепция изучения почв получает новый импульс развития благодаря современным методам и приборам для исследований. Сейчас наступает время дополнить генетико-типологический подход к почвам изучением разного рода фенетико-экологических неоднородностей в составе и свойствах почв. Подчеркиваем, что речь идет о дополнительных, встречных направлениях, объединенных приоритетом докучаевского историко-генетического подхода к эволюции и генетике. Генетика была и остается доминантой над фенетикой и экологией. Точно так же и в почвах, и в почвоведении генезис почв остается доминантой над фенетико-экологическими, в том числе “молодыми”, свойствами, вызванными хозяйственной деятельностью человека. Это обусловлено не только логикой развития науки о почве, но и реальной человеческой практикой. Почвенный покров планеты, ее “кожа” (геодерма) испытывает в наши дни мощный прессинг человеческой деятельности. Мы приближаемся к такому состоянию, когда каждый клочок земли, покрытый почвой, становится не только материально производительной силой, но и моральным символом процветания человечества и плодородия почв. Думается, что В. В. Докучаев не простил бы поколению своих учеников и последователей конца второго тысячелетия увлечения только общими вопросами о зонах природы и почв, а не научным исследованием состава и свойств почв конкретных “клочков” земли. Почва существует самостоятельно, имеет свое особенное происхождение и свои собственные, только ей одной присущие свойства. Почву можно рассматривать как трехмерное образование, чьи свойства меняются как в пределах достаточно больших пространств, так и на сравнительно малых расстояниях, измеряемых метрами и даже сантиметрами. Еще на заре своих исследований В. В. Докучаев обратил внимание на неоднородность почвенного покрова: “... западины пестрили степь, как оспины лицо”. Однако развитие почвоведения в то время шло по пути типизации и выяснения зональности в распространении почв. Дальнейшее развитие почвоведения и смежных наук позволило комплексно подойти к анализу причин формирования почвенной неоднородности разного масштаба. В основе строения почвы, ее морфологии, физических и химических свойств лежат различные почвенные горизонты (слои), в совокупности составляющие почвенный профиль. Выделяют три основных горизонта: поверхностный (горизонт А) — максимально измененный почвенными процессами, насыщенный корнями, обогащенный органическим веществом, богатый жизнью, и нижний, подпочвенный (горизонт С) — почвообразующая, или материнская, порода, из которой возник почвенный горизонт. Эти два основных горизонта разделяет переходный горизонт В. Иногда в почвенном профиле выделяют подгоризонты A1, А2, B1, В2, ВС и так далее. 23 При полевых описаниях почвенного профиля почвовед уделяет внимание влажности почвы, ее цвету, характеру структурированности, механическому составу (песок, суглинок, глина и др.), плотности, характеру перехода одного горизонта в другой, насыщенности корнями, наличию заметных инородных предметов (камни, кости), а также конкрециям — почвенным новообразованиям. В конце полевого описания почвовед обязан дать почве полевое название. Дело это нелегкое и требует хороших профессиональных знаний. Почвоведы-полевики с большим опытом чтения почвенного профиля были раньше в цене. Полевые описания и основанные на них почвенные карты были основой исследования почв для различных целей. В почвоведении существуют два основных метода исследования почв: сравнительно-географический и стационарный. Первый основан на изучении распределения почв по земной поверхности в зависимости от характера горных пород, рельефа (макро-, мезо- и микрорельефа), гидрологии, типа растительного покрова, экспозиции склонов и некоторых других данных. Такое широкое знание мозаики почвенного покрова позволяет сравнительно полно увидеть не только географические и топографические закономерности в распределении почв, но и дедуктивным путем понять ход их развития. Поэтому сравнительно-географический метод часто называют географо-генетическим и рассматривают как основной метод докучаевского почвоведения. Второй, стационарный, метод исследования применяется для изучения динамики почвенных процессов во времени или для анализа статистических неоднородностей в составе и структуре почв. Освещая в основном временной аспект почвообразования (суточный, сезонный и годовой циклы), стационарный метод позволяет высказать суждение об изменении почв во времени. Оба этих полевых метода в почвоведении взаимно дополнительны (комплементарны) и в сочетании могут служить руководством к познанию эволюции почв на конкретной территории. В этом отношении именно экспедиционные полевые работы создали славу русскому почвоведению. Знаменитые докучаевские экспедиции (Азербайджанская, Средневолжская, Волго-Донская и др.), почвенные работы в ряде областей и регионов в годы первых пятилеток много дали и для народного хозяйства страны, и для развития научного почвоведения. Конечно, химические исследования сухих лежалых проб мало что дадут для суждения о свойствах почв и их плодородии. Почвы надо исследовать непосредственно в поле, увеличив масштаб и улучшив качество экспедиционных работ. Для этого существуют соответствующие методы и методики (ионометрия, экспрессные химические методы, дистанционные, в том числе авиационные, исследования и т. д.). Слабо используют почвоведы и аэрокосмические методы. Гипертрофия лабораторных методов исследования почв, лишение полевых исследований их приоритетности так же вредны для науки, как и полная неисследованность почв в природе. Лабораторно-аналитические методы при всей глубине и точности — это лишь дополнительные частные исследования. Все дальше отрываясь от природы, замыкаясь в стенах лабораторий и асфальте городов, почвоведение неизбежно приходит к упадку и лишается своего престижного положения центральной дисциплины естествознания. Упрек в увлечении приборами и в забвении описательных методов может показаться странным. Но думается, что звучит он очень своевременно. Три с половиной миллиона биологических видов на Земле, и каждый из них — совершенство и загадка. А что мы знаем о них? Порой только названия, которые сами же и дали... А Человек — это ли не загадка? Не испорченный шумом, не отравленный вредными веществами человек тишины и красоты, раздумий и музыки — явление особое. Благодаря повышенной наблюдательности он ощущает полифонию Природы, букеты запахов, красоту форм. Об одном таком человеке, кстати, имеющем отношение к почвам, и пойдет речь. Работал в Ростовском университете профессор с “нестандартной”, как теперь говорят, судьбой. Звали его Василько Васильевич Акимцев. В первую мировую войну он служил в русском экспедиционном корпусе во Франции. После Октябрьской революции корпус был расформирован, а его солдаты и офицеры оказались неприкаянными в чужой стране. В этой суматохе, да еще не у себя дома, повели себя люди по-разному. А тут еще ностальгия — тоска по Родине. Тяжелое это заболевание, особенно для русского человека. Заболел ею и Акимцев. В отличие от других Василько Васильевич нашел в себе силы и длинным кружным приключенческим путем через Северную Африку, Турцию и Персию отправился на родину. И в конце концов добрался до Азербайджана, где в то время работала почвенная экспедиция под руководством профессора С. Н. Тюремнова. К ней Акимцев и “приткнулся”. Шли годы, и Василько Васильевич стал крупнейшим исследователем почв Кавказа. Кавказ всегда ассоциировался с виноградарством и виноделием. Известно, что после злаковых виноград был древнейшей сельскохозяйственной культурой. Множество научных трактатов посвящено виноделию, лирика всех времен воспевает вино, но мало кто поднялся до понимания того, что в основе его сказочного букета лежит дыхание и жизнь почв, родивших виноград. Как настоящий почвовед, Акимцев прекрасно “слышал” почву. Вот одна из его удивительных записей. “В 1946 году нами была сделана попытка на основе современного генетического почвоведения наметить общие закономерные связи между типом и качеством вин и почвенными условиями. В краткой формулировке они следующие. Подзолистые почвы с кислой реакцией, малым содержанием органических веществ и слабой минерализацией почвенных растворов дают наиболее совершенные столовые вина легкого типа (имеретинские, бордоские, рейнские). 24 Бурые и коричневые почвы со слабой кислой реакцией, большим содержанием минеральных коллоидов и карбонатными нижними горизонтами формируют тяжелые столовые вина (кахетинские, венгерские, бургундские, североитальянские). Переходные коричнево-подзолистые почвы характерны промежуточными типами столовых вин (во Франции “маленькие бургундские”). Они дают легкие десертные вина типа сотернских, токайских, ауслезевейнов, оригинальные вина Западной Грузии (Хванчкара) и др. Перегнойно-карбонатные почвы (рендзины) коричнево-подзолистой зоны для виноделия представляют особый интерес. В районах этих почв созданы непревзойденные образцы игристых вин (шампанское во Франции и советские в Абрау). Они дают наиболее тонкие виноградные водки (коньяки, арманьяки, имеретинскую чачу) и разнообразные столовые вина высоких классов. Розовые субтропические почвы (терраросса), характеризующиеся высоким содержанием полутораокисных коллоидов и карбонатов, благоприятствуют получению ароматных и гармонично сложенных десертных и ликерных вин (крымские мускаты, французские люнели, мальвазии, итальянские лакримакристи и др.). Наиболее тонкие, но малоэкстрактивные вина получаются на сильно известковых и крутых склонах. Более жаркие районы известны такими выдающимися винами, как опорто (портвейны), малага, марсала и другие. Черноземные почвы с нейтральной реакцией и значительным содержанием перегнойных веществ характерны обильными урожаями виноградной продукции, дающей разнообразные, преимущественно простые вина. Более ценные вина получаются на легких почвах и на склонах в речных долинах (некоторые молдавские, южноукраинские, донские). Каштановые почвы со слабощелочной реакцией, используемые обычно в условиях искусственного орошения, обеспечивают максимально возможные урожаи винограда. Они дают удовлетворительные белые столовые и сравнительно хорошие крепленые сладкие вина. Лучшими почвами являются лесостепные серо-каштановые и горнокаштановые, дающие нередко тонкие и деликатные образцы среди мухранских, шамхорских, геджухских, матрасинских, баянских, североармянских, среднеазиатских и других вин. Сероземные почвы сухих субтропиков с щелочной реакцией, небольшим количеством перегноя и с минерализованными растворами повышенного осмотического давления являются одними из лучших для производства крепкосладких вин (ереванские, среднеазиатские, ширазские, исфаганские, алжирские, констанцские). В сероземной и каштановой зонах Советского Союза встречаются особые сульфатные (гажевые) почвы и карбонатные белоземы. На основании устного сообщения М. А. Ховренко, изучавшего в Испании технологию хересного производства, можно прийти к заключению, что выделенные нами на Кавказе сульфатные почвы (1931) есть не что иное, как испанские барросы, а докучаевские белоземы — распространенные в окрестностях г. Хереса альбаризы. Барросы, подобно нашим сульфатным почвам, формируются на гипсоносных толщах, носящих название в Испании хезо, а у нас — гажи. Тождественность их устанавливается и аналитическими данными. Барросы и альбаризы характеризуются белой окраской, зависящей от большого содержания, во-первых, гипса, а во-вторых,— углекислой извести (до 30 процентов и выше). Эти почвы представляют наилучшие субстраты для получения совершенно оригинальных хересных вин. Аллювиальные почвы всех перечисленных зон, особенно луговые, дают высокие урожаи, но вина получаются посредственные или низкокачественные. Лучшие среди них скелетные и карбонатные (ламиани в Грузии, шиферные почвы р. Дуро в Португалии и др.). Пески, часто без признаков почвообразования, пригодны для получения малоэкстрактивных, преимущественно купажных вин”. Круг проблем, занимавших Акимцева, был очень широк. Он искал связи между химическим составом почв и раковыми заболеваниями, между качеством биопродукции и содержанием и составом микроэлементов в почвах. Составлял картограммы микроэлементов в почвах Ростовской области. К сожалению, роль этого славного ученого в развитии почвоведения еще не определена до конца. Теперь вернемся к некоторым вопросам географического почвообразования. В основе географического распространения почв лежат некоторые общие законы: закон горизонтальной (широтной) зональности, закон вертикальной (горной) зональности, закон фациальности (провинциальности) почв и закон о топографических комбинациях почв в природе (структура почвенного покрова). Учение о зональности почв вытекает из общей концепции Докучаева о зонах природы, которые располагаются широтно в зависимости от распределения потока солнечной энергии. Закон зональности носит настолько общий характер, что не может быть руководством к реальной деятельности человека. На каждом конкретном участке или территории комбинация факторов почвообразования и интенсивность их проявления создают сложную картину почв. Познание генезиса такой почвенной мозаики и соответствия различий в свойствах почв, слагающих ее,— основная научная и прикладная задача почвоведения. Докучаев первым составил схематические карты почвенных зон. Тогда же, в конце XIX века, им было отмечено, что в отличие от нашей Русской равнины, где почвенные зоны имеют широтный характер, на Американском континенте они распределяются меридионально. Это очень важное замечание Докучаева не получило дальнейшей 25 разработки, что и привело у нас к пониманию зональности как широтного явления. Истинное положение дел гораздо сложнее. На наш взгляд, идеальная широтная зональность, в смысле распределения тепла и света, наблюдается только на входе в газовую оболочку планеты. Известно, что при передаче энергии, вещества или информации кроме передатчика должен существовать и приемник сигналов, однако наш “приемник” — биосфера Земли — настолько разнообразен по составу, формам и структуре, что от исходной идеальной зональности на входе в атмосферу не остается и следа. Перераспределение энергетических солнечных потоков необычайно велико и начинается оно с иррегуляции воздушных и водных потоков. Пожалуй, главным качеством “приемника” можно считать его теплоемкость. Две трети поверхности планеты заняты водой — уникальным природным соединением с теплоемкостью, равной 1, в то время как все остальные объекты биосферы и литосферы (пески, граниты, глины и т. д.) имеют теплоемкость 0,2—0,3. Поскольку реальные объекты биосферы, включая почвы, в той или иной степени обводнены, то поглощение тепла в значительной мере будет определяться степенью обводненности. Вторая особенность “приемника” (мы уже говорили об этом) состоит в неровностях земной поверхности и, соответственно, в разной экспозиции склонов по отношению к Солнцу. Это наблюдает реально каждый человек. Даже на обыкновенной пашне часть борозды, обращенная к югу, дает по сравнению с северной частью выигрыш в вегетации на неделю и больше. Таких примеров множество, включая разновременность таяния снега на разных склонах одного холма. Третья особенность “приемника” — в окраске пород, почв, сезонности или вечнозелености растительности и т. д. Чем темнее окраска, тем меньше отражается тепловых инфракрасных лучей и потому темные (черноземные) почвы прогреваются при прочих равных условиях сильнее, чем осветленные. Если же к этим особенностям “приемника” прибавить разнообразную динамику и миграции различных вещественно-энергетических потоков, то ни о какой зональной правильности не может идти речь. Пример тому — теплое течение Гольфстрим, зарождающееся в тропиках и заканчивающееся в Ледовитом океане. Это оно делает нам порт Мурманск незамерзающим в отличие, например, от акватории одесского порта. В распределении осадков такая же неразбериха, ибо кроме неравномерности в выпадении дождей и снега для понимания реальных почвенных процессов большое значение имеют различные формы мезо- и микрорельефа. Поэтому не удивительно, что даже в области полупустынь и пустынь, где выпадает 200—300 миллиметров осадков в год, существуют различные бессточные западины, которые фактически получают влаги более 500 миллиметров в год. Естественно, что при таком разнообразии теплового и водного режимов отдельные участки земной поверхности отличаются неоднородностью, комплексностью почвенного покрова. Читателям, интересующимся проблемой, можно порекомендовать монографию Н. А. Димо и Б. А. Келлера “В области полупустыни”, вышедшую в 1906 году. В анализ причин широтного распределения почвенных зон на Русской равнине, кроме планетарно-солнечной связи, входит еще одно “великое неизвестное” — распределение поверхностных наносов, оставленных ледником или его талыми водами. Ледник двигался с севера на юг и, несмотря на помехи различных тектонических структур (например, Среднерусской возвышенности), отлагал разные по гранулометрии наносы также в широтном зональном направлении. На севере остались скалы и камни, далее к югу валунные хрящеватые песчаные морены, далее тонкозернистые супесчаные и легкосуглинистые валунные отложения; примерно на широте Верхней Волги и Северного Подмосковья появляются легкосуглинистые пылеватые маломощные покровные суглинки. Еще южнее расположилась область среднесуглинистых лессовидных пород. И, наконец, в южной Украине и Причерноморье породы с тяжелым механическим составом. Конечно, эта картина схематична. В схему зональных наносов вторгаются наносы другого состава. Например, песчаное полесье, долины рек, болота и т. д. Изменение гранулометрии наносов также ведет к изменению их обводненности — чем тоньше наносы (мельче частицы), тем больше влаги удерживается в них, тем дольше длится влажнолуговой период, так как капиллярная влага в тонких наносах поднимается намного выше, чем в грубых песчаных. А теплоемкость воды, как мы уже упоминали, равна 1. Таким образом, на вопрос, чем же определяется широтная зональность почв на Русской равнине, мы не можем дать однозначного ответа. Ибо вектор нарастания инсоляции, то есть распределения солнечного тепла по поверхности Русской равнины, совпадает с вектором распределения состава послеледниковых наносов, на которых в дальнейшем формировались зональные почвы. Оба вектора направлены с севера на юг. Итак, мы имеем в одном уравнении два неизвестных. То ли Солнце как передатчик определяет широтную зональность, то ли гранулометрия наносов. Для решения такого уравнения нужно иметь второе уравнение с теми же неизвестными. И оно существует в распределении зональности почв на североамериканском материке. Как уже говорилось, распределение почвенных зон там имеет меридиональный, а не широтный характер. Но мы знаем, что положение Земли по отношению к Солнцу астрономически постоянно и потому распределение тепла в Северной Америке также имеет широтный характер. Так почему же почвенная зональность в Америке носит меридиональный характер? Да потому, что сток на большой части этого континента осуществляется с горных систем Кордильер и соответственно отложения наносов по гранулометрии изменялись от скально-каменистых россыпей гор до тонких по составу тяжелых суглинков бассейна Миссисипи. Конечно, и в Северной Америке ландшафтная и почвенная мозаика велики, что делает и меридиональную зональность столь же проблематичной, как и широтную на Русской равнине. Но тем не менее из ситуации на этих континентах мы можем решить систему двух уравнений с двумя неизвестными. Итак, судьба солнечного тепла на планете определяется не его количеством (энергией “передатчика” — Солнца), а составом и состоянием земной поверхности 26 (характером наносов и их обводненности, характером снежного покрова, составом растительности и т.д.), то есть способностью “приемника” воспринимать и преобразовывать получаемую солнечную энергию. Из сказанного следует, что все практические действия людей по управлению солнечной энергией могут носить активный характер в соответствии с конкретными условиями разных регионов, ландшафтов и угодий. В этом смысле ссылки на зональные условия как причины хозяйственных неудач научно некорректны. Ключ к активному управлению почвенными и биосферными процессами находится на Земле, а не в Космосе. Если бы широтная зональность существовала в ее “школьном” понимании, то как бы мы смогли ответить на вопрос, куда она исчезает, например, на огромных просторах Сибири (вечная мерзлота) и на других континентах. В этом смысле Русская равнина является уникальным, а не типичным объектом суши. В этом смысле не может быть зональных систем земледелия, а лишь региональные системы с ландшафтными подсистемами, исходя из вышеупомянутых законов зональности почв и закона топографических комбинаций почв. В соответствии с разными комбинациями факторов почвообразования на планете возникают разные типы почвообразовательных процессов и соответствующие им разные типы почв со своей особой морфологией, химическим составом, водно-воздушным режимом, биологическими особенностями и т. д. Среди основных типов почвообразования можно выделить тундровый, подзолистый, болотный, черноземный, сероземный, луговой, дерновый, латеритный, красноземный, мерзлотно-таежный, пустынный и другие. К особому типу эмбрионального почвообразования следует отнести скальное почвообразование, о котором шла речь выше. В связи с тем, что нижняя граница почв постепенно переходит в материнскую породу, мощность профиля почв варьирует в широких пределах - от нескольких миллиметров до двух и более метров. Иногда типы почвообразования различаются лишь по наличию или экстремальной интенсивности одного какого-либо фактора или компонента. Так, например, дерновый и луговой типы почвообразования протекают в условиях умеренного пояса на мелкоземистых почвообразующих породах под покровом травянистой растительности, но различаются своим водным режимом. Естественно, что оба эти типа почв находятся под влиянием атмосферных осадков, как правило, количественно одинаковых, однако в луговых почвах в отличие от дерновых наблюдается еще подпитка влагой из неглубоко лежащих горизонтов грунтовых вод. В этом смысле водный режим луговых почв круглогодично благоприятен для вегетации растительности, которая дает большую биомассу как надземной, так и корневой части. В дерновых почвах травы испытывают летнюю засуху, оживая от дождичка к дождичку. Кроме того, подпитывающая луговые почвы влага переносит из нижних горизонтов массу растворимых солей, которые накапливаются в профиле луговой почвы после испарения влаги в засушливый период года. Поэтому луговой процесс почвообразования отличается высокой интенсивностью почвенно-химических и биологических процессов, гумусообразования и, как следствие, более темной окраской профиля. Дерновые почвы, живущие без притока влаги и веществ из грунтовых вод, имеют ослабленную биологическую активность и соответственно ослабленное гумусообразование. Дерновые почвы легко отличить от луговых не только по цвету (они имеют сероватый оттенок), но и по другим морфологическим признакам и свойствам, включая плодородие. Все почвенно-химические процессы совершаются в зависимости от щелочно-кислотных и окислительновосстановительных условий в почве. Величина рН (о ней мы говорили в предыдущей главе) изменяется от 3—3,5 в кислых подзолистых и болотных почвах до 8 и более в солончаках, то есть концентрация водородных ионов в почвах земного шара изменяется в сто тысяч и более раз. Величина окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) варьирует от +700 милливольт в пустынных почвах жаркого климата до —100 и даже —200 милливольт в богатых органическим веществом болотных и затопленных почвах и илах, например, в почвах рисовников. Таким образом (об этом мы тоже говорили во второй главе), почвообразование совершается на планете в условиях с окислительновосстановительным потенциалом в пределах 1 вольта. В отдельных точках заболоченных почв, в местах, где захоронено много свежей органики, окислительно-восстановительный потенциал может меняться быстро на большую величину, что порой приводит к самовозгоранию торфа и торфяным пожарам. В зависимости от природных условий могут сосуществовать несколько разных процессов почвообразования. Например, так возникают дерново-луговые, дерново-подзолистые, лугово-черноземные, красноземно-подзолистые почвы и т. д. Выделить почвы, которые можно считать эталонами, очень трудно, ибо на площади всегда доминируют различные переходные разновидности. Так, в лесной области средней и южной тайги доминируют различные подтипы дерново-подзолистых почв, а собственно подзолы или дерновые почвы встречаются редко. Отсутствие резких переходов между разными почвами всегда затрудняло выделение почвенных контуров на карте, однако опытные почвоведы с этой задачей справляются успешно. Среди веществ, которые достигают в почвах значительных концентраций, встречаются соединения железа, выпадающие из растворов в виде буро-охристой гидроокиси железа, карбонат кальция (известь), а также легкорастворимые натриевые соли. Наличие этих соединений в растворе или в виде выпавших из раствора осадков влияет не только на свойства почв, но и на их окраску. По солевому составу почвенных растворов и их динамике в течение вегетационного периода можно судить о плодородии почв, равно как по их механическому составу и содержанию гумуса. Высокое содержание солей в растворах приводит к возникновению засоленных почв. 27 По цветовой гамме почвы исключительно разнообразны. Практически встречаются все цвета, за исключением, пожалуй, зеленого. Обычно наблюдаемый нами желтоватый цвет песков связан с охристо-желтой пленкой гидроокиси железа на поверхности песчинок. Если же надавить на такую песчинку, то тонкая скорлупка желтой гидроокиси отлетает, обнажая прозрачное, как сахар, кварцевое “нутро”. Вообще гидроокись железа придает почвам и породам красновато-желтоватые тона. Осветляющие оттенки объясняются присутствием карбоната кальция. Но основной красящей способностью обладает органическое вещество почвы — почвенный гумус, чья гуминовая кислота обладает максимальной красящей способностью. Именно она окрашивает почвы в черный цвет. Один грамм такой кислоты может окрасить несколько сотен литров воды в интенсивно-черный цвет. Комбинации этих основных красителей и дают почвам разную окраску. Так, темные тона черноземов, некоторых видов торфов и луговых почв объясняются наличием гумуса, бурые тона у иллювиальных горизонтов подзолов солонцов, красноватые красноземы и латериты обязаны своим цветом окисленным формам железа, светлые тона у сероземов и полупустынных и пустынных почв — солям кальция и натрия. В целом же почвы, прошедшие в своем развитии луговую стадию, имеют темную окраску. К ним можно отнести и наши черноземы, которые на ранних стадиях теплого послеледниковья тоже прошли луговой этап почвообразования. Иногда в болотных почвах встречаются голубые или синеватые горизонты, обязанные своей окраской синему минералу керчениту, возникающему при слабом окислении белого минерала вивианита. Как уже говорилось, в процессе почвообразования в почве возникает много новых свойств и признаков, например появление поглотительной способности почв в разных формах. Почвам присущи также два уникальных планетарных процесса — гумусообразование и глинообразование. Глина и гумус — вещества, богатые химической энергией. Их структура по сложности не уступает структуре белков. Причем гумусовые макромолекулы построены на углеродной основе, как и все живое вещество, а глины — на кремниевой или алюмокремниевой основе. Синтез этих двух веществ в почве — одна из загадок функционирования живого вещества на планете. Здесь огромное поле для раздумий об энергетике биосферы. Добатайги доминируют различные подтипы дерново-подзолистых почв, а собственно подзолы или дерновые почвы встречаются редко. Отсутствие резких переходов между разными почвами всегда затрудняло выделение почвенных контуров на карте, однако опытные почвоведы с этой задачей справляются успешно. Среди веществ, которые достигают в почвах значительных концентраций, встречаются соединения железа, выпадающие из растворов в виде буро-охристой гидроокиси железа, карбонат кальция (известь), а также легкорастворимые натриевые соли. Наличие этих соединений в растворе или в виде выпавших из раствора осадков влияет не только на свойства почв, но и на их окраску. По солевому составу почвенных растворов и их динамике в течение вегетационного периода можно судить о плодородии почв, равно как по их механическому составу и содержанию гумуса. Высокое содержание солей в растворах приводит к возникновению засоленных почв. По цветовой гамме почвы исключительно разнообразны. Практически встречаются все цвета, за исключением, пожалуй, зеленого. Обычно наблюдаемый нами желтоватый цвет песков связан с охристо-желтой пленкой гидроокиси железа на поверхности песчинок. Если же надавить на такую песчинку, то тонкая скорлупка желтой гидроокиси отлетает, обнажая прозрачное, как сахар, кварцевое “нутро”. Вообще гидроокись железа придает почвам и породам красновато-желтоватые тона. Осветляющие оттенки объясняются присутствием карбоната кальция. Но основной красящей способностью обладает органическое вещество почвы — почвенный гумус, чья гуминовая кислота обладает максимальной красящей способностью. Именно она окрашивает почвы в черный цвет. Один грамм такой кислоты может окрасить несколько сотен литров воды в интенсивно-черный цвет. Комбинации этих основных красителей и дают почвам разную окраску. Так, темные тона черноземов, некоторых видов торфов и луговых почв объясняются наличием гумуса, бурые тона у иллювиальных горизонтов подзолов солонцов, красноватые красноземы и латериты обязаны своим цветом окисленным формам железа, светлые тона у сероземов и полупустынных и пустынных почв — солям кальция и натрия. В целом же почвы, прошедшие в своем развитии луговую стадию, имеют темную окраску. К ним можно отнести и наши черноземы, которые на ранних стадиях теплого послеледниковья тоже прошли луговой этап почвообразования. Иногда в болотных почвах встречаются голубые или синеватые горизонты, обязанные своей окраской синему минералу керчениту, возникающему при слабом окислении белого минерала вивианита. Как уже говорилось, в процессе почвообразования в почве возникает много новых свойств и признаков, например появление поглотительной способности почв в разных формах. Почвам присущи также два уникальных планетарных процесса — гумусообразование и глинообразование. Глина и гумус — вещества, богатые химической энергией. Их структура по сложности не уступает структуре белков. Причем гумусовые макромолекулы построены на углеродной основе, как и все живое вещество, а глины — на кремниевой или алюмокремниевой основе. Синтез этих двух веществ в почве — одна из загадок функционирования живого вещества на планете. Здесь огромное поле для раздумий об энергетике биосферы. Добавим только, что глино- и гумусообразование происходят в почвах и илах не стерильно, а обязательно при участии микроорганизмов и других форм жизни. Мы уже привыкли смотреть на почву, как на некий необходимый субстрат для получения урожая, забывая о ее биогеохимической роли в биосфере, складывающейся миллионы лет в течение всей эволюции самой биосферы. Ведь в некотором смысле можно сказать, что почва породила человека. “Почва — наш самый драгоценный капитал. Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов, естественных и искусственных, зависят в конечном итоге от 28 тонкого слоя, образующего самый верхний покров Земли”,— таково мнение одного из ведущих экологов мира — бельгийца Ж. Дорста. Почва не только дает жизнь растениям. Почва — это и удобный дом для огромного количества микроорганизмов и почвенных животных, обеспечивающих ее развитие. Включаясь в цепи питания, они включаются в круговорот химических элементов в биогеоценозе, совершая огромную работу по преобразованию и перемещению минерального, органического и биоорганического вещества. Участвуя в биологическом круговороте в системе “почва—растение—почва”, микроорганизмы и животные прямо и косвенно воздействуют на почву, преобразуют ее, придают ей новые химические и физические свойства. Одни микроорганизмы, живя в почве, из простых минеральных веществ создают сложные химические соединения, на базе которых выстраивается целая цепочка пищевых (трофических) связей, другие замыкают эти пищевые цепи, питаясь трупами и растительным спадом, минерализуют органические вещества. Такие организмы называются сапрофагами. В основном это бактерии и грибы, но к числу сапрофагов относится и множество почвенных животных. Минерализация органического вещества, так же как и его синтез, входит составной частью в почвообразовательный процесс. Подчеркивая роль почвы в жизни биосферы, хочется обратиться к прогнозам В. Р. Вильямса, который полагал, что если 75 процентов общего количества ежегодно синтезируемого растениями органического вещества не будет минерализовано гетеротрофами, то через 3—4 года жизнь на Земле должна прекратиться. Сколько же почвенных животных в килограммах приходится на 1 гектар почвы? Данные по нашей стране следующие: в тундре — 90, в северной тайге — 100—150, в южной тайге — 160—350, в смешанных лесах — 800—1000, в широколиственных лесах — 1000—1500, в лесостепи — 500— 900, в степи — 200, в пустыне — 20. При этом большая часть биомассы приходится на долю дождевых червей (50—90 процентов), которые в сообществах умеренного пояса занимают центральное место. По данным наших ученых, почвенные млекопитающие, роя норы и строя гнезда, способны перемещать огромные количества почвы. Например, обыкновенные кроты перерывают от 3,9 до 55 тонн на гектар, а их выбросы в лесах занимают до 37 процентов территории. Мелкие грызуны — от 13 до 36 тонн на гектар. При этом вместе с почвой перераспределяются и химические элементы. Если выразить эту биогеохимическую работу в килограммах на гектар, то получим внушительные цифры. Так, в дерново-подзолистых почвах кроты перемещают углерода 76 килограммов на гектар, азота — 4,8, кремния — 2942, железа — 238, алюминия — 481 килограмм на гектар, что значительно больше, чем в ежегодном растительном опаде. В перерытом слепышами верхнем слое чернозема содержание кальция возрастает: они перемещают почву из нижнего черноземного карбонатного горизонта, находящегося на глубине около 1 метра, к верхнему. Из-за временного затопления пустот, нор грунтовыми водами в них могут выпадать малорастворимые соли, а легкорастворимые, наоборот, вымываться. Почва гнезд обогащается выделениями животных, органическими остатками, что также сказывается на химических и физических свойствах почв. Особо хочется сказать о великих тружениках — дождевых червях, которых, к сожалению, на наших полях становится все меньше и меньше. В 1881 году великий Чарльз Дарвин впервые указал на их роль в формировании плодородия почв. Дождевые черви находятся в постоянном движении. Они мигрируют глубже других почвенных животных, проникая в глубины до 1,5—2 метров. Экологии дождевых червей и изучению их влияния на плодородие почвы посвящена большая монографическая работа литовской исследовательницы О. П. Атлавините, рассказывающая о влиянии на дождевых червей различных природных условий и о влиянии самих дождевых червей на урожай различных культур. Передвигаясь в толще почвы, дождевые черви пронизывают ее сетью ходов диаметром от 3 до 7 миллиметров. Эти ходы способствуют лучшей аэрации почвы, проникновению в нее влаги и корней. Питаясь, дождевые черви вместе с разлагающимися органическими веществами пропускают сквозь свой кишечник большое количество почвенной массы, выделяя ее в виде капролитов. Масса таких капролитов составляет несколько сот тонн на 1 гектар. Капролиты — наиболее благоприятная среда для размножения почвенных микроорганизмов: их численность увеличивается в несколько раз. Таким образом, дождевые черви ускоряют разложение органических веществ и влияют на урожайность растений. Продолжительность жизни дождевых червей 3—5 лет, хотя некоторые виды живут до 10 лет. Черви обладают удивительной регенерационной способностью — они могут достраивать утраченные части тела. Дождевые черви чутко реагируют на изменения климато-метеорологических условий. Вертикальная миграция дождевых червей по почвенному профилю часто обусловлена температурой и влажностью почвы, а также ее механическим составом. Численность дождевых червей на 1 квадратном метре может колебаться от нескольких экземпляров до десятков и сотен. Оценивая выдающуюся роль червей, следует сказать, что грядущие системы земледелия обязательно будут учитывать “червивый” вопрос. Немецкие луговоды утверждают, что на гектаре хорошего пастбища количество скота по массе должно равняться массе дождевых червей в почве. У А. К. Толстого в одном из стихотворений есть строка: “...вслед за пахарем прилежным ходят жирные грачи”. Ох, уж это воронье! Обедняют они наши почвы, а виноваты мы сами, плугом выворачиваем для них червей и подаем 29 “на блюдечке”, лишая почву плодородия, а себя — хороших урожаев. А вот бесплужная система не дает этим прихлебателям возможности пировать за наш счет. Нет оборота пласта почвы, не выворачивает его плоскорез на поверхность — и живы черви. Вот так-то. Будь внимательнее, человек! Докучаевское почвоведение началось с русского чернозема и “Русского чернозема”. В. В. Докучаев говорил, что чернозем стал для почвоведения тем же, чем стала лягушка для физиологии и кальцит для минералогии. Именно Докучаеву принадлежит выражение — царь почв. Поначалу многие темные почвы называли черноземом, потом же, с развитием почвоведения, стали выделать варианты черноземов: северные оподзоленные, обыкновенные, выщелоченные, мощные, тучные, южные, предкавказские и другие. На самом деле разнообразие черноземных почв много больше. Слишком не похожи они друг на друга в разных регионах и ландшафтах. Здесь следует напомнить, что еще задолго до формулировки зональной концепции Докучаев увидел ландшафтные различия черноземов. Он выделил чернозем горовой (водораздельный), чернозем склоновый и чернозем долинный. Сейчас, спустя столетие, такой триадный подход — водораздел, склон, долина — положен в основу почвенно-геоморфологических, ландшафтно-геохимических, геоботанических и землеустроительных работ. Единство этой триады обусловлено поверхностным и внутрипочвенным стоком веществ. Теперь докучаевско-полыновскую триаду называют заграничным словом “катена”. Кстати сказать, сейчас в русское почвоведение проникло такое количество иностранных слов, что, читая некоторые работы, никогда не подумаешь, что почвоведение — русская наука. Годы застоя нанесли немалый урон изучению наших почв. Ведь мы и сегодня не имеем монографических исследований почв Тульской, Калужской, Брянской, Владимирской, Рязанской и других областей Нечерноземного Центра. И это в регионе, где находятся ведущие почвенные учреждения страны — почвенные институты в Москве и в Пущине, Московский университет с факультетом почвоведения, Тимирязевская академия, Институт земельных ресурсов, несколько областных сельскохозяйственных станций, кафедр и других учреждений республиканского и союзного значения. Продолжая разговор о черноземах, следует сказать, что его плодородие — это наследство, доставшееся нам с далеких, доисторических времен. Разные исследователи определяют возраст чернозема по-разному — в 5, 10, 20 тысяч лет. Для нас же с вами важно, что не при жизни человека и не его трудами создан чернозем. Уже до Докучаева существовало несколько гипотез происхождения чернозема — водная, болотная, морская, сухопутная и разные их варианты. Докучаев по итогам своих многолетних экспедиций увидел в черноземе сухопутно-наземное образование, возникшее в результате взаимодействия факторов почвообразования степной полосы России. Чтобы прийти к этому выводу, Докучаев совершал тысячекилометровые экспедиции по просторам России. Делал он это по заданию Вольного экономического общества, которое было очень обеспокоено участившимися засухами в черноземной полосе России и снижением производительных сил этого края. Еще в середине XVIII века М. В. Ломоносов утверждал, что чернозем произошел “от согнития растительных и животных тел со временем”. К сожалению, Докучаев узнал об этом слишком поздно, иначе, как он говорил, ему не пришлось бы совершать столько экспедиций, чтобы прийти к такому же выводу. Итак, в чем богатство чернозема? В чем сила его плодородия? Прежде всего в высоком содержании и благоприятном составе почвенного гумуса. Исходный карбонатный состав лессовидных пород обусловливает нейтральную реакцию почвы — рН 6,8—7,4 и оптимальное содержание различных химических элементов. К этому следует добавить, что гумусовый горизонт имеет значительную мощность — в отдельных случаях до метра и более. Поскольку чернозем возник под травянистой растительностью, то возделывание человеком злаковых культур окупилось здесь сторицей. Не случайно Черноземье — основная зерновая житница страны. Почти половину территории нашей страны занимают почвы, развившиеся под различными древесными породами: широколиственными (дуб, граб, бук, ясень, клен, липа), мелколиственными (береза, осина, рябина) и хвойными (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница). Каждая группа пород отличается своим ритмом развития, характером и количеством опада листьев и хвои, характером распределения корневых систем, требованиями к условиям местообитания (влажность, механический состав почв, кислотность). Немалое значение имеет способность растений приспосабливаться к высоким и низким температурам воздуха и почвы, длине светового дня и ко многому другому. В природе, где нет больших площадей, покрытых одним видом растений, всегда сосуществуют (как мы уже знаем) сообщества разных видов высших и низших растений, грибов, микроорганизмов и животных — биоценозы. Кроме больших деревьев, в сообщество входят травяной и моховой покровы. Продуктивность лесных биоценозов изменяется в очень широких пределах. Наиболее низкая продуктивность и медленный рост растений характерны для мерзлотных местообитаний, а наиболее высокая продуктивность и быстрый рост — для южных широт, особенно для тропиков. Насыщенность тропических биоценозов различными видами растений настолько высока, что в одном лесу трудно найти несколько деревьев одного вида, тогда как в наших широтах часто встречается резкое преобладание одного вида деревьев (березовые рощи, дубравы, сосновые боры и т.д.). Но вернемся к почвам. Под хвойными лесами чаще всего формируются дерново-подзолистые и подзолистые почвы. А под широколиственными — серые лесные почвы. Подзолистые и дерново-подзолистые почвы имеют хорошо выраженный почвенный профиль, состоящий из нескольких контрастных горизонтов. Сверху, под покровом лесной подстилки в 1—3 сантиметра, располагается 30 небольшой (3—7 сантиметров) дерновый горизонт со сравнительно густой сетью корневых систем растений, преимущественно травянистых, развивающихся под покровом древесных крон. Речь идет о начальных этапах формирования леса, когда кроны не сомкнулись, и солнечные лучи проникают под полог леса. Содержание перегноя в дерновом горизонте дерново-подзолистых почв составляет 1—3 процента с преобладанием не гуминовых кислот, как в черноземе, а легкорастворимых фульвокислот. Ниже серовато-бурого дернового горизонта располагается осветленный белесоватый подзолистый горизонт различной мощности. Нижняя граница подзолистого горизонта неровная, языками и карманами переходящая в следующий красновато-бурый плотный горизонт. Дерновому горизонту (перегнойно-аккумулятивному) придается индекс Ар Подзолистый горизонт (элювиальный с индексом Ag) получил свое название не только из-за цвета (под золу), но и потому, что из него вынесено много веществ в нижний горизонт (индекс В), который приобрел за счет вмывания веществ сверху (в основном железистых соединений) красновато-бурый цвет и высокую плотность. Этот горизонт, называемый иллювиальным, или горизонтом вмывания, постепенно переходит в исходную материнскую породу. В подзолистых почвах в отличие от дерново-подзолистых отсутствует дерновый горизонт, а подзолистый горизонт начинается сразу под лесной подстилкой. Следует добавить, что в нижней части подзолистого горизонта на границе с горизонтом В встречаются мелкие (2—3 миллиметра) железо-марганцевые конкреции (ортштейны), также возникающие при осаждении железистых и марганцовистых веществ из почвенного раствора. Наиболее хорошо развитые профили подзолистых и дерново-подзолистых почв сформировались на широких просторах средней и южно-таежной подзон таежно-лесной зоны, то есть на большой территории нашего Нечерноземья. Еще раз напомним, что эти почвы формируются под хвойными и хвойно-лиственными лесами на различных моренных отложениях или покровных суглинках. Подзолистые почвы встречаются не только в северных широтах, но и на юге. Так, вдоль Черноморского побережья от Сочи до Батуми широко распространены желтоземно-подзолистые и красноземно-подзолистые почвы, основные массивы которых используются для выращивания краснодарского и грузинского чая. Исследованием подзолистых почв и процессов подзолообразования занималось много наших и зарубежных исследователей. Особенно много этот вопрос изучали советские ученые А. А. Роде и В. В. Пономарева. Как же возникают подзолистые почвы? В общей форме подзолообразование сводится к воздействию на исходную породу кислых продуктов разложения лесной подстилки. Преимущественно хвойный лесной опад разлагается многообразной микрофлорой, среди которой преобладают низшие грибы, выделяющие в процессе жизнедеятельности кислые органические продукты. Эти продукты взаимодействуют с исходным веществом материнской породы, давая целый спектр сложных биоорганических веществ. В основном это железо-органические соединения. Будучи легко растворимыми, эти вещества постепенно выносят из верхнего горизонта вниз сначала кальциевые, затем и железистые вещества, которые придавали породе желтоватый или красноватый оттенки. В результате промытый от железистых соединений горизонт приобретает белесоватую окраску, а в его составе начинает преобладать нерастворимый кремнезем как в кристаллической (кварц), так и в аморфной формах. На некоторой глубине вынесенные вещества нейтрализуются и выпадают в осадок. Поэтому горизонт вмывания (иллювиальный горизонт В) приобретает красноватые оттенки и более тяжелый механический состав. Такая схема подзолообразования была дополнена В. М. Фридландом, обосновавшим существование еще одного частного механизма подзолообразования — иллимеризации, то есть процесса переноса вещества сверху вниз не только в виде растворов, но и в виде тонких коллоидных и илистых частиц. Огромное разнообразие природных условий, количественное и качественное разнообразие взаимодействий факторов почвообразования приводит к формированию большого спектра почв подзолистого типа. Сюда можно отнести варианты почв с разной мощностью дернового или подзолистого горизонтов, с разной степенью выраженности процессов оглеения, различных вариаций почв по механическому составу и т. д. Но суть подзолообразовательного процесса остается, по мнению ученых, прежней — вынос почвенных веществ сверху вниз в результате воздействия кислых биоорганических растворов фульвокислотного ряда. Дерново-подзолистые почвы доминируют среди почв подзолистого типа. Собственно подзолы занимают небольшие площади в зрелых (80 и более лет) чистых хвойных лесах, где из-за плотной сомкнутости крон уже нет травянистой растительности и дерновый процесс прекратился. Таких плотносомкнутых насаждений сейчас осталось мало. Первичные хвойные леса были вырублены, а на их месте поселились мелколиственные породы (в основном береза и осина). Подзолообразование под этими породами идет слабее, и потому наблюдаемые на пашнях и в лесу хорошо выраженные подзолистые горизонты следует рассматривать как реликтовые. Попутно обратим внимание еще на один момент в подзолообразовании. По мере формирования уплотненный иллювиальный горизонт становится водоупором. Вода или почвенные растворы сквозь него уже не фильтруются, а застаиваются на нем, что обусловливает начало в нижней части подзолистого горизонта анаэробно-глеевых процессов. В основе глеевого процесса лежит перевод буроокрашенных окисленных железистых соединений в восстановленную форму, что также приводит к обесцвечиванию, точнее, отбеливанию почвенной массы. Таким образом, при формировании подзолистых горизонтов почв начинает и прогрессирует со временем другой, встречный процесс контактного оглеения, в результате чего подзолистый горизонт принимает еще более светлую окраску. Это говорит о сложной природе 31 дерново-подзолистых и подзолистых почв. И все же в почвоведении укрепился взгляд на подзолообразование как на процесс выноса веществ с фильтрующимися растворами. Предложим читателю еще один взгляд на процесс подзолообразования. Основной подзолообразователь в таежной зоне — ель — имеет поверхностную корневую систему, в основном сосредоточенную в верхнем полуметре почвы, а чаще всего в верхних 30 сантиметрах. Другая, не менее широко распространенная древесная порода — дуб имеет корневую систему, уходящую в почву до двух и более метров. Кстати, из-за этого при ветровале ель чаще вываливается, чем дуб, своими корнями закрепленный за большую толщу почвы и породы. Одинокая ель — не жилец на голом месте. Но сейчас речь не только об этом. Ученые провели большие исследования биомассы и зольного состава ряда древесных пород, включая корни, стволы, разные по размеру ветви, хвою и листья. Особенностью работы было исследование этих показателей по возрастному ряду, то есть у одних и тех же деревьев разного возраста. Оказалось, что в древесной массе спелых насаждений содержание различных элементов в весовом отношении соизмеримо с их содержанием в исходной материнской породе. Это наводит на мысль, что подзолистые горизонты почв возникают не только и не столько за счет промывки их растворами, сколько за счет отсасывания их корневой и надземной биомассой растения. Поскольку корневая система ели поверхностна и охватывает небольшой слой почвы, то это приводит к возникновению с годами более яркого подзолистого горизонта. Дуб еще больше отсасывает веществ из почвы, и, казалось бы, выраженность подзолистых горизонтов в дубравах должна быть еще четче. Но поскольку его корневая система охватывает большую по объему толщу почв и породы, то эффект биогенного подзолообразования не приводит к формированию яркого подзолистого горизонта. Однако основной показатель подзолообразования — наличие белесой аморфной кремнекислоты в виде “кремнеземистой присыпки” характерен для всей корнеобитаемой толщи под дубом, причем с явной приуроченностью к живым или отмершим корням дуба. Таким образом, исходное почвенное богатство зольных элементов оказывается со временем не в земле, а над головой. В природе рано или поздно все это возвращается в почву и вливается в общий поток эволюционного развития почв и биоценозов. Такой процесс изменения состава и строения почв ведет к естественной смене растительных сообществ, к так называемому сукцессионному процессу. Когда же человек вырубил первичные леса и под видом деловой или дровяной древесины вывез из леса огромные массы зольных элементов, он не только прервал природный процесс почвообразования, но и оставил свои пашни с бедными белесыми подзолами, что, конечно же, не могло не иметь и огромного биосферного значения. Взгляд на подзолообразование как на биосферно-антропогенный процесс позволяет по-новому осмыслить причины низкого плодородия почв Нечерноземной зоны. Как видите, наши недавние предки оставили нам в наследство малоплодородные, а местами бесплодные просторы, на которых мы сейчас разворачиваем грандиозную программу уже не лесного, а сельскохозяйственного освоения. Такова новейшая история почвообразования в лесной зоне. Есть еще один ракурс рассмотрения этого явления. Принято считать, что почвенная карта — документ вечный, так как почвы развиваются медленно. Оказалось, что это не так. По мере роста деревьев почва испытывает сильные изменения в своем составе, и потому почвы под разновозрастными насаждениями однотипного состава будут разными, а следовательно, почвенные карты необходимо составлять через определенные промежутки времени по единой методике, чтобы понять направление и темпы изменения почв. Изучение зольного состава древесных пород проводилось давно, но особенный импульс этим работам дали исследования профессора Московского университета Н. П. Ремезова, который в 40-х — 50-х годах со своими сотрудниками провел монографическое изучение баланса зольных элементов и азота в системе “почва — растение”. Не очень точно он называл это биологическим круговоротом веществ. Работы профессора Н. П. Ремезова и его школы — замечательный вклад университетского почвоведения в познание биогеохимии элементов в почвах и биосфере. Глава пятая “ОТКУДА ЕСТЬ ПОШЛА РУССКАЯ ЗЕМЛЯ...” Царь А ты, мой сын, чем занят? Это что? Феодор Чертеж земли московской, наше царство, Из края в край. Вот видишь: тут Москва, Тут Новгород, тут Астрахань. Вот море. Вот пермские дремучие леса, А вот Сибирь. Царь А это что такое Узором здесь виется? Феодор Это Волга. Царь Как хорошо! Вот сладкий плод ученья! Как с облаков ты можешь обозреть Все царство вдруг: границы, грады, реки. Учись, мой сын: наука сокращает Нам опыты быстротекущей жизни. 32 А. С. Пушкин. “Борис Годунов” Счастливые мы с вами люди — нет у нас на Русской равнине ни землетрясений, ни цунами, ни горных обвалов — живем в геологическом смысле спокойно. И обязаны этим гранитной платформе, которая давно успокоилась в своих движениях и в разных местах лежит на разных глубинах. В Москве, например, до гранита более полутора километров (1600 метров), а южнее Воронежа, на Дону, у городов Павловск и Богучар, граниты выходят на поверхность. То же самое можно наблюдать и на Украине в Запорожской области (Каменные могилы и днепровские пороги), южнее Киева и, конечно, в Карелии. Между двумя крайними выходами гранитов в Карелии и на Дону, в прогибе гранитного фундамента, расположились большие толщи осадочных пород, как правило, морского происхождения (известняки, глины). Соответственно в Москве толща осадочных пород составляет около полутора километров. Тем самым осадочные породы сровняли неровности гранитного рельефа, образовав великую ВосточноЕвропейскую равнину. И гранитная платформа, и видимая нами волнистая равнина от Балтики до Запорожья названы Русскими. На Русской платформе и Русской равнине в течение сотен миллионов лет сменялись разные геологические условия — то плескались холодные соленые моря, сменявшиеся теплыми солеными водами, то наступали континентальные сухопутные условия, и предпоследней страничкой этой интереснейшей геологической летописи был ледниковый период, окончательно сформировавший основные черты современного рельефа Русской равнины. Те черты, которые мы с вами застали и которые, к сожалению, стремимся менять по всяким “проектам” вроде переброски рек. Хотя среди ученых нет единого мнения о числе оледенений на Русской равнине, определяющую роль в формировании многих ландшафтов сыграло самое большое по площади Днепровское оледенение, включавшее Московскую стадию. Последнее — Валдайское — оледенение в основном сформировало ландшафты севера России, образовав преимущественно различные формы холмисто-моренных ландшафтов. Так вот. Днепровское оледенение, дойдя до северных оконечностей Среднерусской возвышенности, встретило сопротивление твердых известковых пород и обошло эту возвышенность с востока и запада двумя языками — донским и днепровским,— достигнув широты Киева. Ледник покинул Центральную Россию тридцать—сорок тысячелетий тому назад в южных широтах, а в северных широтах совсем недавно: три—четыре тысячи лет назад. Послеледниковая история Русской равнины необычайно интересна как со стороны естественной истории, так и со стороны расселения и влияния человека на природу. Каждый из основных ландшафтов Русской равнины достоин отдельной книги. Для правильного понимания истории Русской равнины и истории ее освоения необходимо знать, как шли процессы формирования Русской равнины, как готовилась основа, как создавались материнские породы наших почв, как возникали современные долины и другие ландшафты, как и почему отлагались глины, пески и суглинки. Наконец, важно знать, как расселялась жизнь на послеледниковой равнине, как менялась гидрология территории и как начиналось современное почвообразование. Природоведческий подход с ландшафтно-почвенных и биосферных позиций много может дать для трактовки “сухого” археологического материала и для планирования современной деятельности людей. И опять нам нужно вспомнить В. В. Докучаева, впервые применившего историко-природоведческий анализ к расшифровке истории степей, их почв и вод, растений и животных. Сделал он это в ставшей классической монографии “Наши степи прежде и теперь”. Несмотря на общий спокойный характер Русской платформы, различные тектонические структуры ее не находятся в вечном покое, а медленно смещаются относительно друг друга со скоростями 1—3 миллиметра в год. Имеются участки опусканий, например, в районе Запорожья, скорость движения которых достигает почти 10 миллиметров в год. Но все же важно, что речь идет о классическом платформенном массиве. Роль швов между соседними тектоническими структурами занимают долины рек, заложенные в основном еще в доюрское время (примерно 60 миллионов лет назад). Значение тектонического фактора в орографии и гидрографии Русской равнины и в особенности в строении ее речных долин капитально разработал львовский профессор К. И. Геренчук. Наиболее типичными ландшафтами, сформировавшимися на Русской равнине в послеледниковую эпоху, можно считать гряды и равнины, ландшафты песчаных полесий, суглинистых ополий, долин рек. Особо следует выделить останцовые, то есть не покрывавшиеся ледником высокие участки Среднерусской возвышенности. К типичным ландшафтам конечно-моренных гряд и равнин могут быть отнесены ландшафты Смоленско-Московской возвышенности, включающие Клинско-Дмитровскую гряду. С отступлением ледника с Русской равнины начинается новая биогеоценотическая эпоха в жизни этого региона биосферы, связанная с процессом аридизации суши. Сделаем попытку в общей форме проследить явление аридизации в послеледниковое время на Русской равнине. Существо такого рассмотрения изложено достаточно подробно в упомянутой работе В. В. Докучаева “Наши степи прежде и теперь”. В этой работе естественноисторический анализ причин засух в наших степях в конце прошлого века дан с наибольшей полнотой и глубиной. Выводы Докучаева относятся не только к конкретному району или области (например, к Полтавщине), а имеют значение для больших регионов и к планете в целом. В работе “Ополья 33 Центральной России и их почвы” полностью подтверждаются выводы замечательного ученого применительно к нашим дням. Общеизвестно, что Русская равнина неоднократно подвергалась великому материковому оледенению, центр которого располагался в северных широтах. Общий вектор стока был направлен на юг в сторону гигантских предгорных впадин молодой альпийской складчатости. Не вдаваясь в подробности многочисленных гипотез о причинах материковых оледенений, можно лишь предположить, что их окончание связано с выходом им в тыл теплого течения Гольфстрим. Важнейшая особенность Русской равнины состоит в том, что она имеет гидрографическую сеть доледникового, чаще всего доюрского возраста. Механизм движения ледника можно представить в следующем виде. Льды двигались прежде всего по доледниковым долинам стока, заполняли их, и только после этого расползались по широким просторам Русской равнины, покрывая ее относительно мощным чехлом льда, крайне условно измеряемого десятками метров. Наличие во льдах различных твердых частиц (песка, глины, камней), захваченных при его движении, определило одну из важнейших черт оледенения — образование после таяния ледника различных типов морен. Таяние ледника совершалось в обратном порядке: сначала вытаивались и обнажались водоразделы, так как на них ледовый покров был тоньше, и лишь в последнюю очередь освобождались ото льда долины рек. Таяние льда шло по затухающей кривой, так как образовавшийся на поверхности песчано-глинистый материал удерживал льды от быстрого таяния. Таким образом, широкую Русскую равнину, лишенную четкой гидрографической сети (долины были еще заполнены льдом, а грунты охвачены мерзлотой), бороздили многочисленные потоки, откладывая взмученный материал по всем правилам гидродинамики и устремляясь к главному базису эрозии — предгорным прогибам альпийской складчатости — нынешних акваторий Черного и Каспийского морей. Там скопились огромные массы ледниковых пресных слабоминерализованных холодных вод со своеобразной пресноводной флорой и фауной. Воды было так много, что акватория этого бассейна доходила почти до нынешнего Запорожья и Саратова (абсолютные отметки около 50—60 метров), затопляла равнины между современными Черным и Каспийским морями. Крайне важно помнить, и в этом состоит ключ к пониманию всей проблемы аридизации, что связи с Мировым океаном этот пресноводный бассейн не имел, так как не было Босфора, а уровень воды стоял на 50—60 метров выше уровня Мирового океана, Итак, пока на Русской равнине разыгрывался грандиозный по своим масштабам процесс таяния материковых льдов, приведший к образованию поверхностных наносов — морен, песков, суглинков и глин, на юге формировался уникальный огромный пресноводный бассейн, заполненный ледниковыми водами. Теперь вспомним, что южное обрамление гигантского пресноводного водоема представлено горами молодой альпийской складчатости, где и поныне продолжаются интенсивные горообразовательные процессы. Кто не знает о грандиозных землетрясениях Шемахи, Крыма, Ашхабада, а теперь и Армении? И вот примерно 11—12 тысяч лет назад в силу тектонических процессов произошел мощный разлом в узкой перемычке альпийской складчатости, образовавший пролив Босфор. Через эту горловину начался энергичный отток вод пресноводного бассейна в соленое Средиземье. И до сих пор в Босфоре существуют два противоположных течения. Уровень рассматриваемого нами пресноводного бассейна упал относительно быстро с отметки +50 метров до уровня Мирового океана (отметка 0 метров). Соленые воды, поступившие со стороны Средиземного моря, привели к гибели богатой пресноводной фауны и флоры. В упавших на дно животных и растительных остатках начался интенсивный процесс гниения, сопровождавшийся резким снижением окислительно-восстановительного потенциала с образованием сероводорода — токсичного вещества. И сейчас Черное море, начиная с глубины 200 метров, безжизненно и заражено сероводородом. Образование пролива и понижение уровня воды до нулевой отметки вызвали резкую перестройку всей гидрографической сети на Русской равнине, которая получила стимул для глубинного врезания и оформления четко очерченной речной сети. Огромные массы льда, захороненные под наносами, дали начало горизонтам пресных грунтовых вод, которые устремились по вектору стока в реки и далее в Мировой океан или Каспий. Начался первый этап великого иссушения (аридизации) Русской равнины — разгрузка грунтовых вод, что должно было сравнительно быстро привести к образованию сухих равнинных ландшафтов, растительный покров которых полностью зависел бы от атмосферного типа водного питания, так как быстро мог исчезнуть грунтовый его тип. Таким образом, аридизация Русской равнины должна была свершиться в результате таяния захороненных льдов, давших начало грунтовым водам несколько тысяч лет назад. Так, далекий взрыв в полосе альпийской складчатости определил ход событий на просторах Русской равнины за тысячи километров от эпицентра. Нужно добавить, что освобождение территории ото льда, формирование наносов сопровождалось быстрым развитием растительного покрова, вышедшего из многочисленных убежищ (рефугий), расположенных в южных широтах. Растительный покров сдержал поверхностноэрозионные процессы и заметно повлиял на замедление общего осушения. Это был первый вызов внешне слабой биологической силы грандиозной альпийской катастрофе. Но, как известно, живое вещество представлено не только растительным, но и животным миром, и мы выделим один род млекопитающих, которому суждено было сыграть выдающуюся гидрологическую роль в торможении аридизации палеарктических равнин — Русской и СевероАмериканской, бросивших второй вызов последствиям ледниковой эпохи. Речь идет о бобрах. Их численность достигала многих сотен миллионов голов. Создавая многочисленные плотинки на бесконечных протоках и малых реках, заваливая их деревьями, они сдержали огромные массы пресной воды, обреченной без этого на сброс в 34 Мировой океан. Процесс аридизации тем самым затормозился, по-видимому, на одно-два тысячелетия, а Русская равнина со хранила на это время свой лугово-лесной характер в средних широтах и лугово-степной — в южных (в низовьях рек рассматриваемого бассейна). Тогда же возникали наши прославленные черноземы. Но процесс оттока неумолим, и дело было только за временем. А тут еще вмешался человек, который примерно к XV—XVII векам уничтожил бобровые популяции, чем способствовал усилению иссушения. Одновременно шло сведение лесов и распашка территорий, что еще более усиливало оттоковые процессы. На рубеже XVIII века должно было завершиться сравнительно полное иссушение Русской равнины. Однако этого не произошло, человек стихийно взял на себя “бобровую роль” — возникло огромное количество мельничных плотин на малых водотоках, выполнявших помимо своего прямого назначения (мукомолья) огромную работу по подпору горизонтов грунтовых вод. Так, в одном Козельском уезде Калужской губернии во времена Петра I было 103 водяных мельницы. На земле войска Донского число плотин составляло 1,5—2 тысячи. Скромным гидротехническим сооружениям — мельничным плотинам — принадлежит выдающаяся роль и в военной истории России. Известно, что финал нашествия Наполеона на Россию определился в жестоком сражении под Малоярославцем. Французы тайком ушли из Москвы, стремясь проскочить на Украину. Это им практически удалось. Поднятые по тревоге русские войска шли на перехват к Малоярославцу, расположенному на высоком берегу маленькой речки Лужи со сравнительно широкой (около 500 метров) поймой. Но время было упущено. Вышедшие к реке французы стали наводить на виду у города переправу. И вдруг гениальная мысль осенила местного судью Савву Беляева. Он вскочил на коня, кликнул с собой мужиков и поскакал вверх по реке туда, где находилась плотина. Они быстро разобрали ее и поскакали дальше, разбирая по пути все плотины. Французская переправа рухнула, пойму затопила вода, войска топтались на месте. Подоспевшие русские корпуса завязали бой... Конечно, ни бобры, ни плотины, как бы ни было приятно отметить их “спасительную” роль в гидрологии России, не смогли изменить направление стока. Они могли лишь повлиять на его замедление, но, повторяем, не на его геологически обусловленную направленность. В южных широтах аридизация связана была преимущественно с процессами вторичного засоления. В умеренных широтах, к которым относится Русская равнина, аридизация, иссушение, бесплодие, рассматриваемые как синонимы, определяются судьбой воды в ландшафте. Это важно понять, ибо процесс аридизации имеет много конкретных выражений, обусловленных преимущественно конкретными ландшафтными факторами. Таким образом, мы приходим к выводу, что аридизация суши есть не только функция общеклиматического режима планеты, а прежде всего функция генезиса и эволюции подземного “гидрологического банка” страны, то есть ближайшего к поверхности горизонта грунтовых вод в конкретных ландшафтах. Решающие события в изменении водного режима Русской равнины начались в конце XIX — начале XX веков и завершились в основном в 20-х годах нашего века. Перевод мукомольной промышленности в город привел к разрушению многочисленных плотин на малых реках и водостоках, снижению уровня верхнего горизонта грунтовых вод и разгрузке его в реки. Наступило время великого полноводия среднерусских рек, создавшего иллюзию бесконечности и неисчерпаемости наших пресных вод. В эти годы прошло детство нынешнего старшего поколения, запечатлевшего в своей памяти яркие картины: обилие вод и рыбы в реках, сочные, высокотравные луга, чарующие заводи и старицы в поймах рек и многое другое. А вода тем временем бежала... Если в первые годы нашего столетия почти возле каждого дома обычной среднерусской деревни был свой колодец, то уже к началу 40-х годов работал лишь один из 5—6 колодцев, в остальных вода исчезла. В трудные послевоенные годы колоритной фигурой сельской жизни стал водовоз с бочкой, бравший воду в лучшем из оставшихся колодцев и развозивший ее по домам. Но это, как известно, было экономически невыгодно, и государство пошло в целях подъема сельского хозяйства на большие затраты по бурению глубоких скважин и обеспечению нужд села чистой питьевой водой из глубоких горизонтов. Стихийный процесс обезвоживания территорий шел усиленными темпами, и растущие потребности народного хозяйства в воде стали обеспечиваться, главным образом, за счет глубинных вод. В 50-е годы развернулось грандиозное строительство плотин и водохранилищ на крупных реках. Созданные водохранилища затопили плодородные поймы, но не приостановили, да и не могли приостановить изменение всей гидрологической обстановки в бассейне: русла больших рек слишком глубоко врезаны и могут подпирать лишь глубинные горизонты подземных вод. Уровень воды в крупных водохранилищах находится, как правило, ниже уровня грунтовых вод. А воды тем временем бежали и бегут... Напряжение в водном хозяйстве нарастало и нарастает, “цена” воды росла и растет. Орошение стало обычным явлением на огромных территориях Русской равнины, еще недавно считавшихся “зонами достаточного увлажнения”. Даже исконно влажные места — поймы среднерусских рек — стали орошаемыми территориями, хотя всего несколько лет назад их водный режим обеспечивался подпиткой верхних горизонтов пойменных почв за счет грунтовых вод, в свою очередь питавшихся из вод стариц, пойменных озер и притеррасных болот. Спуск воды из этих водоемов резко ухудшил гидрологическую обстановку в поймах рек, а труд по поддержанию плодородия и биопродуктивности пойменных ландшафтов человек добровольно взвалил на свои плечи. К тому же поливы не старичными, а речными водами, в той или иной мере загрязненными индустриальными, сельскохозяйственными и коммунальными отходами, снижают качество продукции, получаемой с этих ландшафтов. Ухудшение водного режима суши можно иллюстрировать примером малых водотоков, которые заметно снизили свой расход или просто исчезли из памяти нашего поколения. Впервые это было показано В. В. Докучаевым в конце прошлого века на примере Полтавской губернии. 35 Картина исчезновения водотоков Русской равнины отражена в ее топонимике и гидронимике, то есть в названиях некогда существовавших рек или водоемов: Гнилой ключ, Беловодье, Желтые воды, Родники и т. п. И в наши дни происходит обмеление и исчезновение водотоков, сместившееся за столетие на 500—1000 километров севернее описанной В. В. Докучаевым Полтавской губернии и захватившее влажные ландшафты ополий и полесий Центральной России. По сообщению ученых, за последние 50 лет в одном лишь Судогодском районе Владимирской области исчезло или находится на грани исчезновения 46 из 78 малых водотоков. А прибавьте к этому огромный размах осушительных мелиорации в Нечерноземье, в основном связанных со сбросом вод из ландшафта в большие реки и далее в моря! Что и говорить — явление настораживающее. Однако проведенные за стоком крупных рек наблюдения часто не показывают такой резкой картины иссушения и обмеления, которая следует из сказанного. Связано это с тем, что в бассейне больших и средних рек располагаются крупные производственные комплексы, использующие для своих нужд глубинные воды. Расход таких вод бывает значительный, а поступление их в реки затушевывает истинную картину их обмеления. Все это должно учитываться при составлении долгосрочных прогнозов водного режима территорий, особенно в интенсивно мелиорируемых ландшафтах. Итак, природный процесс послеледниковой аридизации Русской равнины, длящийся в течение нескольких тысячелетий, в последнее столетие был усилен хозяйственной деятельностью человека. Любыми средствами противостоять оттоку вод и аридизации суши особенно важно сейчас, в условиях грандиозных мелиоративных работ, которые должны быть направлены не на спуск воды в реки и Мировой океан, а на сохранение неизменности водного баланса грунтовых и других пресных вод в конкретных ландшафтах. Здесь к месту будет напомнить о замечательном общественном движении в нашей стране по регулированию водного режима территории. Речь идет о проекте “Десна”, разработанном для всего бассейна одной из крупных рек Русской равнины, охватывающего несколько административных областей. Руководящие органы этих областей вместе с общественными организациями приступили к решительному улучшению гидрологической обстановки в бассейне реки и ее притоков. Методом народных строек, при активном участии молодежи было построено большое число плотинок и плотин, берега рек очищены и засажены кустарником, установлен санитарный контроль. Результаты не замедлили сказаться. В реках бассейна увеличилось количество воды, пригодной для бытовых целей, улучшилась санитарная обстановка на водосборе, стала возрастать численность популяций рыб, массовое купание и водный туризм стали обычным явлением, к Десне вернулось ее народное название Десна-красавица. Аридизация суши — это отнюдь не местное явление. Она захватила Центральную Америку, Африку, Среднюю и Малую Азию, Китай, Индию и ряд других регионов и субконтинентов. В этом смысле аридизация может рассматриваться как биосферное явление. Можно выделить два основных направления аридизации: первое,— периодические климатические изменения регионально-глобального характера, о которых сейчас много говорят и пишут,— увеличение ледового покрова в приполярных областях суши и океана, наступление малого ледникового периода, отражение повышенной солнечной активности и т. д.; второе,— изменение стока из ландшафтов, обусловленное тем, что наша эпоха по времени относится к окончанию великих материковых оледенений Евразиатского и Североамериканского континентов. Не следует забывать, что области аридизации в основном прилегают к молодым регионам альпийского горного пояса. Недавние мощные землетрясения в Европе и Азии — тяжелое напоминание о до конца не понятых нами планетарно-космических механизмах, определяющих жизнь биосферы Земли. Трудно судить, какая причина — общеклиматическая или ландшафтно-гидрологическая — вызывает аридизацию. Больше того, в качестве причины можно предположить и нефтяную пленку на просторах Мирового океана, сведение лесов, распашку земель и тому подобные явления. Преувеличивать ту или иную причину вряд ли правомочно, правильнее говорить об их сложном характере. Говоря о роли гидрологических причин аридизации, разгрузке суши от пресных грунтовых вод, мы должны считаться с тем фактом, что с начала нынешнего столетия уровень Мирового океана поднялся на 10 сантиметров. Вспомним при этом, что суша занимает 1/3 планеты, а Мировой океан — 2/3. По-видимому, это связано с резким нарушением гидрологии суши, которое характерно для нашего столетия и было иллюстрировано примером Русской равнины. Для приостановления процесса аридизации в конкретных регионах и усиления их гумидности нужно, вопервых, резко уменьшить речной сток из ландшафтов строительством многочисленных плотин на мелких водотоках (приостановить утечку “венозной крови” ландшафта); во-вторых, всеми возможными мерами и средствами увеличить зеленый покров планеты как в пространстве, так и во времени (прекратить бесполезную утечку “капиллярной крови” ландшафта), и, наконец, в-третьих, свести к минимуму сток пресных вод с суши в Мировой океан (предотвратить утечку “артериальной крови” регионов). Несмотря на естественноисторическую предопределенность аридизации некоторых регионов, человечество в состоянии замедлить ее и даже изменить этот процесс в сторону гумидности, но для этого надо больше обращать внимание не на атмосферные источники влаги, а на землю, на которой должны быть сохранены и умножены водные ресурсы биосферы. Одновременно с процессом обсыхания территорий формировались новые ландшафты и почвы холодных палеопойменных, лесотундровых и лесолуговых равнин, которые впоследствии эволюционировали в дошедшие до наших дней останцовые ландшафты ополий. 36 Ополья представляют собой пологоволнистые равнины, в разной мере расчлененные эрозионной сетью и отчетливо выделяющиеся своими естественноисторическими условиями среди других ландшафтов Центральной России. На карте европейской части СССР ополья вырисовываются как “островное ожерелье”, протянувшееся с югозапада Украины на северо-восток через Черниговскую, Брянскую, Калужскую, Московскую, Владимирскую области к Татарской АССР, Кировской и Пермской областям. Но, к сожалению, до настоящего времени еще нет четкого представления о распространенности этих ландшафтов. В последние годы в связи с интенсификацией сельского хозяйства в районах Центральной России заметно усилилось изучение ополий. Необходимо более детальное географическое почвенное и биогеографическое исследование природы Центральной России для оценки биологических и земледельческих ресурсов этой области. Такое углубленное исследование приведет к открытию новых ополий и, следовательно, новых перспективных сельскохозяйственных районов. Отличительными чертами ополий можно считать: первое — возвышенный пологоволнистый характер местности, заметно возвышающейся над соседними ландшафтами (абсолютные высоты ополий варьируют от 170 до 250 метров, но иногда выходят за эти пределы); от соседних ландшафтов ополья на большом протяжении отделены четкими рубежами — широкими долинами рек (реки Угра, Ока, Десна, Судость, Жиздра, Нерль, Клязьма и другие); второе — наличие по преимуществу положительных тектонических структур, лежащих в основе опольных ландшафтов, и существование в недалеком прошлом, а местами и сейчас заметных новейших тектонических движений положительного знака; третье — на значительном протяжении ландшафтными границами ополий являются участки древних доледниковых рек, по которым осуществлялся сток ледниковых вод последнего (Валдайского) оледенения и которые, по-видимому, служат границами раздела двух или нескольких тектонических структур; четвертое — сплошное распространение лессовидных пылеватых суглинков в качестве почвообразующей породы, подстилаемой на глубине 0,5—3,5 метра моренными наносами супесчано-хрящеватого состава; пятое — существование на поверхности таких равнин комплексного (западинно-полого-гривистого) микрорельефа, заметно снивелированного в процессе длительной распашки и плоскостной эрозии почв, но сохранившего в нижних горизонтах пород черты-реликты аллювиального генезиса рельефа и пород; шестое — лугово-лесной характер первичного растительного покрова, практически полностью измененный в результате интенсивного земледельческого освоения, которое началось на таких равнинах свыше 1000 лет тому назад, о чем свидетельствуют археологические материалы; седьмое — широкое распространение сопряженных по микрорельефу двух или нескольких типов почв, создающих мозаику почвенного покрова, из которых особого внимания заслуживают своеобразные почвы “со вторым гумусовым горизонтом”, описанные многими исследователями; и, наконец, последнее — рассматриваемые ландшафты до сих пор сохраняют значение основных сельскохозяйственных районов в соответствующих областях Центральной России. Пологоволнистые возвышенные равнины ополий, как правило, приурочены к положительным тектоническим структурам. В цоколях этих структур лежат твердые или плотные породы каменноугольного или юрского возраста. Поверхность этих погребенных под четвертичными наносами пород неровная, так как за длительное геологическое время они испытали сильные изменения эрозионного, карстового и иного характера. Новейшая тектоника ополий, проявляющаяся в снижении или повышении тех или иных участков, в послеледниковую эпоху оказала существенное влияние на характер обводненности и строение почвенного покрова ополий. В целом ополья приурочены к тектонически относительно спокойной части Русской платформы. Проведенные за последние годы наблюдения, в основном по программе Международного геофизического года, показали, что неоднородность Русской платформы в сильной степени сказывается на новейших тектонических движениях ее структур. На составленной учеными карте новейших тектонических движений Русской платформы видно, что ополья Русской равнины расположены в районах, где интенсивность новейших тектонических движений измеряется величиной до ±5 миллиметров в год; чаще всего она равна ±2 миллиметрам в год. Один из важных выводов геодезических исследований состоит в том, что конкретные участки Русской равнины с однотипной тектонической структурой имеют постоянный знак движения — плюс или минус. Геолого-геоморфологические наблюдения за строением аллювия рек показали, что в бассейнах среднерусских рек, таких как Ока, Москва-река, Клязьма, Десна, Верхнее Приднепровье, Сож, верховья Волги и т. д., встречается несколько контрастных по строению и знаку тектонического движения участков. Это заключение позволяет предположить, что два соседних ландшафта, разделенные древней по происхождению долиной реки, могут иметь разный знак тектонического движения или, будучи направленными в одну (положительную или отрицательную) сторону, обладают разной интенсивностью (темпом) движений. Роль шва или границы между такими двумя соседними ландшафтами выполняет долина реки. Высокая сохранность древних пород на территории ополий, положительные формы их рельефа, положительный знак движения за геологически обозримые отрезки времени позволяют рассматривать ополья как территории, поднимающиеся со скоростью 2—3 миллиметра в год, а соседние заречные песчаные полесские ландшафты либо опускаются с такой же скоростью, либо поднимаются, но значительно медленнее. Все это дает возможность в первом приближении рассчитать скорость относительного поднятия опольных ландшафтов над полесьями за конкретные отрезки времени. Такими отрезками можно избрать интервалы в 20 000 и 37 100 000 лет, соответствующие времени окончания Валдайского и Днепровского оледенений. Считая амплитуду движений между двумя типичными парами среднерусских ландшафтов (ополья-полесья) равной 2 миллиметрам в год, получаем, что за время, прошедшее с конца Валдайского оледенения, эти ландшафты могли разойтись на 40 метров, а за время, прошедшее с момента окончания Днепровского оледенения,— на 200 метров. Более скромные оценки, исходящие из расчета скорости тектонического движения в 1 Миллиметр в год дают для тех же отрезков времени величины порядка 20 и 100 метров. Сопоставляя все эти величины с современной разницей высот ополий и полесий (50—100 метров), можно объяснить ее как результат новейших послеледниковых тектонических движений, частично сглаженных вторичными, экзогенными, в основном эрозионно-аккумулятивными процессами. Этот важный вывод, сделанный на основании учета тектонической динамики, открывает, как нам кажется, большие перспективы в реставрации палеогеографической обстановки на Русской равнине. Прежние представления об истории ландшафтов Русской равнины, не принимавшие в расчет характера темпов новейших тектонических движений, опиравшиеся на утверждение о неподвижности Русской платформы, должны быть пересмотрены в соответствии с достижениями геодезии, географии и четвертичной геологии. Анализ истории ландшафтов Русской равнины показал, что их возникновение в большинстве случаев связано с таянием ледового покрова в эпоху Днепровского, Московского и Валдайского оледенений, когда в перигляциальных (приледниковых) областях формировались обширные пресноводные водоемы и потоки, ориентированные в сторону южного гигантского пресноводного водоема, представленного сейчас лишь цепью разрозненных соленых и солоноватых водоемов (Черное, Азовское, Каспийское, Аральское моря). Изолированный (до прорыва Босфора и Дарданелл) от Мирового океана этот южный пресноводный водоем занимал большие территории, так как наполнялся водами палеорек, питавшихся тающим ледником. На Русской равнине преобладал палеопойменный режим со своеобразным “холодным” гидроморфизмом (водный режим). По существу, большая часть перигляциальной области была водно-аккумулятивной равниной, наносы которой формировались палеореками послеледниковой эпохи, широко разлившимися по Русской равнине. Вследствие неглубокого врезания палеорек в коренные породы “блуждание” (меандрирование) потоков обеспечивало существование водно-аккумулятивного режима осадконакопления (палеоаллювий) на больших площадях. Русская равнина в основном из-за ее платформенного строения представляла собой великую аллювиальную, точнее, палеопойменную, равнину сначала тундрового (лесотундрового), а позже лесолугового характера. Грунтовые воды на всей территории были обязательным компонентом почвообразования. Эволюция ландшафтов привела к ослаблению палеопойменного осадкообразования, “холодного” гидроморфизма и лесотундрового режима и соответственно к нарастанию “теплового” гидроморфизма, лесолугового характера почвообразования и переходу палеопойменных ландшафтов в режим сухопутно-наземного существования. Такая эволюция была вызвана повышением тектонической активности в областях альпийского орогенеза и, в первую очередь, в горных массивах Копетдага, Кавказа, Крыма, Карпат, Малой Азии и Балкан; прорывом Босфора и Дарданелл, то есть соединением Понто-Эвксинского бассейна через Средиземное море с Мировым океаном, усилением новейших тектонических движений в полосе предгорных прогибов и разрывом Арала, Каспия и Черного моря; заметным понижением общего и местного базисов эрозии, врезанием гидрографической сети; общим потеплением климата по мере отступания ледника на север; нарастанием “биогенности” ландшафтов, выходом многих растений и животных из разнообразных убежищ и формированием все усложняющихся по структуре и биогеохимической работе биогеоценозов. Возраст последних крупных событий, обусловивших современный характер эволюции ландшафтов Русской равнины, - 11-13 тысяч лет (прорыв Босфора). Перечисленные причины имели неодинаковое значение, но их совокупность обусловила эволюцию территории от палеопойменных лесотундровых ландшафтов через лесолуговой этап к “зрелому” (но еще мало измененному человеком) современному сухопутному (зональному) этапу жизни ландшафтов. Естественно, что на разных участках в разное время облик и темпы эволюции были неодинаковыми, что привело к формированию ландшафтной мозаики на Русской равнине, одним из важных компонентов которой стали “островные” ландшафты ополий. Изучение почвообразующих пород является обязательным разделом любого почвенного, ландшафтного или геологического исследования территории, так как породы и почвы хранят в себе летопись последних геологических и физико-географических событий в стране. Почвообразующие породы — это особая группа геологических образований, разнообразная по происхождению, возрасту, составу и свойствам. Эти породы представляют собой верхнюю (1,5—2,0 метра) толщу наносов и кор выветривания разнотипного и разновозрастного происхождения. На Русской равнине почвообразующие породы возникли в результате переотложения выветрелых мелкоземистых наносов в последние этапы работы вод таявшего ледника и последующей длительной эволюции этих осадков. Наиболее сложным вопросом, всегда вызывавшим дискуссии и породившим много различных точек зрения на характер палеографической обстановки на Русской равнине, был вопрос о происхождении лёссов и лёссовидных суглинков — основной почвообразующей породы ополий и степей России. Одно лишь перечисление имен исследователей лёсса невольно воскрешает основные этапы развития четвертичной геологии, почвоведения и географии. В. В. Докучаев и К. Д. Глинка, Л. С. Берг и Я. Н. Афанасьев, П. А. Тутковский и Р. С. Ильин, Г. Ф. Мирчинк, А. А. Красюк, А. В. Костюкевич, П. Н. Чижиков, И. П. Герасимов, К. К. Марков, П. А. Кучинский, Е. В. 38 Шанцер и многие другие известные ученые посвящали свои труды исследованию лёссов и лёссовидных суглинков Русской равнины. При исследовании почв ополий можно наблюдать довольно четко выраженную связь между распространением почв и составом, топографией, возрастом и генезисом материнских пород. Это наводит на мысль, что ключ к расшифровке генезиса почв и закономерностей их распространения лежит в сопряженном анализе почв и их материнских пород. К сожалению, проблема генезиса почвообразующих пород по-прежнему остается дискуссионной, и сейчас еще есть активные сторонники старых гипотез о происхождении лёссов (эоловой, элювиальной, водной). Наиболее заметным событием в рассматриваемой проблеме стало создание в 1969 году П. Н. Чижиковым “Карты почвообразующих пород европейской части СССР” в масштабе 1:4000000. Эта карта позволила увидеть многие закономерности распределения почвообразующих пород. В частности, ополья выступили на этой карте как “ожерелье сухопутных островов” с лёссовидными суглинками среди обширных территорий, покрытых моренными и зандровыми наносами. Это обстоятельство лишь подтвердило мнение о самобытности опольных ландшафтов. Лёссовые, то есть безвалунные, породы позволили древним земледельцам быстро освоить их почвы: сохи не ломались о камни, а плодородие их было надежней и выше, чем у заречных песков с сосновыми борами. Проблема происхождения почвообразующих пород опольных ландшафтов является, по нашему мнению, наиболее сложной. Как уже сказано, свидетельством этому служит исключительная по длительности и напряженности дискуссия о происхождении лёссовидных суглинков Русской равнины. Наиболее ранние взгляды на генезис этой породы ополий были высказаны в конце XIX века в связи с полемикой, развернувшейся по проблеме “юрьевских лёссов”, служащих почвообразующей породой во Владимирском ополье. Исследования почв и их материнских пород во Владимирском, Брянском, Стародубском, СмоленскоПочинковском, Мещовском, Тарусском и других опольях позволили оценить общие и индивидуальные черты в облике и строении каждого ополья. В частности, это хорошо видно при сопоставлении химического состава почвообразующих пород этих ополий. Возникновение ландшафтов и пород ополий, наряду с новейшей тектоникой, прежде всего обусловлено аккумулятивной деятельностью древних рек во время таяния гигантского ледника. Воды прарек, стекавшие по древним ложбинам стока, несли большое количество взвешенного материала — продуктов эрозии моренных наносов и коренных пород Русской равнины (известняки, пески, глины). Морена представляет собой плохо сортированный нанос преимущественно супесчано-хрящеватого состава с включениями валунов. Характерной чертой морены является низкое содержание тонких фракций и преобладание легких минералов, главным образом, кварца и полевых шпатов. Холодный климат перигляциальной области не способствовал биохимическому выветриванию морены, поэтому минерализация вод была низкой. В эту первую фазу выветривания в составе стока преобладали ионы щелочей и кремнезема, хотя абсолютное содержание их не превышало минимального значения. Реки, возникшие в эпоху таяния ледника, как уже говорилось, не были глубоко врезаны в породы, а их сток был весьма велик. Это определило необычайно большие размеры пойм (палеопоймы). Основные черты формирования аллювия палеопойм перигляциальной области из-за постоянства гидродинамических законов сходны с современными, отличаясь, однако, большими размерами и мощностями различных фаций (от лат. facies — облик) — прирусловой, пойменной и старичной. Русловая и прирусловая фации палеопойм представлены мощной (в несколько метров) толщей песков разной крупности, пойменная — толщей пылеватых суглинков, известных под названием лёссовидных, или покровных, и, наконец, старинная фация — осадками озерного типа с большим содержанием трепеловидного аморфного кремнезема. Рельеф палеопойм также в общих чертах был схож с современным. Прирусловой фации песков соответствовал слабоволнистый рельеф, пойменной фации суглинков — снивелированный гривистозападинный, а старичной фации — плоскозападинный. Уровень грунтовых вод в палеопоймах из-за слабого их дренирования устанавливался высоко. Характер гидроморфизма в почвах палеопойм был неодинаковым на различных участках. Малая минерализация вод и низкие температуры определили специфический характер геохимической аккумуляции в палеопоймах. Типоморфным элементом палеопойменных ландшафтов перигляциальной области был кремнезем, осаждавшийся из холодных поверхностных и грунтовых вод как химическим, так и биологическим путем (расцвет диатомовых). Высшая растительность была представлена как древесными, так и травянистыми формациями, которые распределялись по пойме в зависимости от состава наносов и уровня грунтовых вод. На развитие растительности существенное влияние оказали холодные условия перигляциальной области. По характеру растительного покрова ландшафт палеопойм можно назвать луголесьем. Строение аллювия палеопойм в общих чертах схоже с современным аллювием — его профиль был многочисленным. По широкому развитию пойменной фации (лёссовидные суглинки) можно судить о том, что в области ополий преобладал процесс спокойного меандрирования русла палеорек. Этот процесс проявлялся в том, что волнистый рельеф песков прирусловой фации был перекрыт и заметно снивелирован пылевато-суглинистыми лёссовидными наносами пойменной фации. Отложение суглинков достигало мощности 0,5—2,0 метра в средних течениях палеорек и 2—5 метров в их низовьях. Однако не только по продольному, но и по поперечному профилю палеопойм мощность суглинков была неодинаковой: на повышениях песков прирусловой фации мощность суглинков была в 1,5—3 раза меньше, чем в межгривных понижениях — западинах палеопойм. 39 Как говорилось, происхождение почв ополий привлекало внимание русских почвоведов еще в докучаевское время. Классическим объектом дискуссий по этой проблеме стали почвы Владимирского ополья (так называемый юрьевский чернозем). Владимирское ополье служит водоразделом для многих мелких рек. С востока его огибает река Нерль с притоками Селекша, Шардога, Ирмез, Каменка, с запада — реки Рпень, Колокша, Пекша с многочисленными притоками (причем истоки как крупных, так и мелких рек находятся на очень близких расстояниях). Реки Селекша, Пекша, Колокша берут начало в северо-западной повышенной части ополья, представляющей собой большую луговину, богатую западинами и поросшую кустарником. Густой травянистый покров, наличие небольших лесков вокруг плато — все это способствует накоплению здесь вод, питающих реки. Пространство между реками Рпень и Нерль небогато проточными водами, но котловинки и блюдца, заполненные водой, высохшие участки, покрытые кочками и хвощом, торфяники, осушенные болота — показатели большей обводненности в прошлом. В. В. Докучаев в свое время указывал, что характер долин и оврагов без ясно очерченных берегов с задернованными склонами свидетельствует о престарелом возрасте края и о более яркой деятельности вод в давние времена. Обилие заболоченных мест характерно для периферии ополья. Например, огромное Берендеево болото, расположенное по правому берегу реки Нерль, включает в себя ряд небольших полузаросших озер. Можно предположить, что некогда на месте этого болота была впадина, заполненная водой. То же самое можно заключить относительно заболоченных мест по верховьям рек Скомянки, Симы, Пекши. Отложения Юрьевской котловины также свидетельствуют о том, что некогда здесь находился озеровидный бассейн. Почвенно-грунтовые воды ополья можно считать умеренно жесткими. Щелочная реакция обусловливается, повидимому, большим содержанием в них бикарбоната кальция. Среди минеральных веществ плотного остатка преобладает кальций. Щелочной реакцией объясняется отсутствие растворимых форм полуторных окислов и органических веществ в проанализированных пробах. Таким образом, химический состав вод ополья отражает “карбонатный” характер его ландшафтов и почв. В условиях капиллярного потока таких вод к гумусовым горизонтам почв депрессий возникают темноцветные луговые почвы. Гидроморфные ландшафты ополья (поймы и низины) испытывают на себе влияние этих вод, поэтому в поймах и западинах широко распространены темноцветные луговые и перегнойно-глеевые почвы. Болотных и особенно торфяных почв в ополье мало. В поймах рек расположены прекрасные луговые угодья. Химический состав почвенно-грунтовых вод ополья оказывает существенное влияние на процессы разрушения белокаменных памятников Владимиро-Суздальской Руси. Одна из наиболее распространенных причин разрушения церквей — мучнистое выветривание известняков, слагающих стены и фундаменты зданий. Этот тип выветривания развивается очень быстро и особенно усилился в последние годы. Поверхность разрушающихся камней во многих местах покрыта белыми солевыми выцветами (так называемой ямчугой) то игольчатого строения, то образующими тонкие, отслаивающиеся корочки, слегка напоминающие “накипь”. Химический анализ выцветов показывает, что они представляют собой слоистую смесь переменного состава, состоящую в основном из сульфатов натрия и магния в растворимой части и гипса и карбоната кальция — в нерастворимой. Растворимая часть резко преобладает. Подчиненное значение имеют различные хлориды. Анализ причин этого явления, проведенный учеными в 1952 году, показал, что источником сульфатов служат грунтовые воды. Старинные здания, церкви представляют собой как бы солончак, в котором испарение преобладает над промыванием, вследствие чего происходит засоление находящихся под крышей поверхностей стен, защищенных от воздействия дождевых и талых вод. Таким образом, почвенно-химические особенности ландшафтов ополий неожиданно находят отражение в процессах разрушения памятников Древней Руси. Владимирское ополье оказалось объектом, на котором были сделаны первые наблюдения и выводы о генезисе опольных почв. Ф.И. Рупрехт, В.В. Докучаев, С.Н. Никитин, Г.И. Танфильев, Л.А. Иванов, А.П. Черный, И.Л. Щеглов, А.А. Красюк, В.Г. Касаткин и многие другие почвоведы, геологи и ботаники не только посетили этот край, но и способствовали его превращению в своеобразный полигон для дискуссий по наиболее спорным вопросам: о северной границе степей и черноземов, былой гидрологии и палеогеографии Центральной России и т. д. Уже в XVI веке юрьевские почвы известны как почвы плодородные, называемые местными жителями “черноземами”. Более точные сведения о почвах Владимирского ополья встречаются в литературе, начиная с 50-х годов XIX века. Первым исследователем этих почв был Н. Я. Дубенский. Он определял их как глинистые почвы, голубоватые в сухом и черноватые в мокром состоянии. Малая нагреваемость и большая плотность этих почв, по его мнению, приводит к тому, что растительные остатки слабо разлагаются, а разложившись, долго сохраняются, что способствует образованию темноцветной почвы. Возникновение этих почв он связывал с длительным воздействием на нее человека, отмечая приуроченность темноцветных почв ополья к местам древнейшего заселения. Называя почвы “черноземами”, он говорил об отличии их от южнорусских черноземов. В работах кадастровой комиссии по Владимирской губернии эти почвы названы “черноземными суглинками”. В 1866 году Ф. И. Рупрехт отмечал, что в районе города Владимира встречаются слои земли, которые иногда трудно отличить от чернозема. Но он отрицал происхождение этих почв как “результат унаваживания” с древнейших времен, доказывая это следующими положениями: в некоторых местах, никогда не подвергавшихся обработке человеком, встречаются темноцветные почвы и, наоборот, в 12 километрах к северо-востоку от Суздаля, несмотря на 40 обработку с давних пор, почва не темноцветная, кроме того, почвы эти встречаются исключительно на высотах. Описывая темноцветные почвы Владимирской губернии, Ф. И. Рупрехт подчеркивает, что их можно и не заметить “по причине светлого цвета”. В дальнейшем упоминание об этом северном острове черноземных почв мы находим в трудах А. Дитмара (1890), А.А.Крылова (1876), С.И.Никитина (1884, 1885), Л. Майкова (1874), И, С. Смирнова (1896). Практически все, кому приходилось исследовать природу или хозяйство Владимирского края, не могли не заинтересоваться своеобразными темноокрашенными почвами Владимирского ополья. Среди работ “докучаевского периода” заслуживает внимания труд Л. Майкова “Заметка по географии Древней Руси”, где он доказывает исконное безлесье территории Владимирского ополья. По его мнению, древние славянские “насельники” этого края “...за лесными дебрями песчано-болотистой полосы между Клязьмою и Окою находили довольно значительное пространство земли, издревле безлесное и открытое, которое, быть может, напоминало пришельцам с юга степи их родины... здесь, преимущественно на левом берегу р. Колокши, встречаются... древние названия: Белехово поле, Юрьевское поле, Юрьев-Польской. Доныне здешний край, на протяжении от Юрьева почти до Владимира, слывет в народе под названием Ополыцины, а волнообразная, перерезанная крутыми оврагами поверхность этой площади имеет очень плодородную черноземную землю; это последнее обстоятельство делает несомненным факт древней безлесности этого края”. Как мы уже говорили, с момента выхода в свет работы В. В. Докучаева “Русский чернозем” генезис почв Владимирского ополья стал предметом многолетней оживленной, а порой ожесточенной дискуссии. До этого наличие “владимирских черноземов” не вызывало научных сомнений и споров. В. В. Докучаев был первым, кто, основываясь на своей научной концепции о происхождении почв вообще и русского чернозема особенно, высказался отрицательно по поводу северного (Владимирского) чернозема: “Многочисленные черноземные острова, показанные на существующих общих картах в губерниях Архангельской, Олонецкой, Костромской, Ярославской, Владимирской, Московской... кажутся нам весьма и весьма сомнительными, особенно в северных губерниях: и действительно, при наличии имеющихся физико-географических данных, было бы весьма трудно допустить во всех упомянутых местностях такой комплекс условий грунта, возраста и рельефа, который мог бы заменить сравнительно невыгодный характер растительности и климата рассматриваемых пунктов”. Почвы Владимирского ополья В. В. Докучаев отнес к северным лугово-болотным, считая их болотно-наземными образованиями. С. Н. Никитин, а вслед за ним и П. А. Костычев упорно отстаивали версию о черноземной природе почв Владимирского ополья, считая их северными братьями южнорусского степного чернозема. В период, последовавший за выходом в свет “Русского чернозема”, появилось много работ, посвященных выяснению палеографической обстановки Владимирского ополья и генезису его почв. Горячим сторонником степного прошлого Владимирского ополья был Г. И. Танфильев, который особенно подчеркивал “чисто степной” рельеф этой местности. Л. А. Иванов, напротив, доказывал лесистость края в прошлом, считая, что название “ополыцина” происходит от слова “палит”. Он считал, что эта область была очищена от леса с помощью огня (выпалена). Н. М. Сибирцев также высказывался в пользу степного происхождения владимирского чернозема. В своих лекциях по почвоведению он называет темные почвы Владимирской губернии “коричневым черноземом”, который “образовался в условиях полустепной природы древней степи, позднее давшей у себя место лесу, но не развился в глубокий и тучный чернозем потому, что этому мешали условия климата, относительно более влажного”. Следующий этап в познании почв Владимирского ополья — оценочно-статистический. И. Л. Щеглов (1903), обследовавший Юрьевский и Суздальский уезды Владимирской губернии, считал, что большая часть темноцветных почв Владимирского ополья относится к группе серых лесных земель, а наиболее темные почвы обязаны своим происхождением лесной и травянистой растительности. Он допускал существование во Владимирской губернии небольших луговых полян, окаймленных лесами. Крупный русский почвовед В. Г. Касаткин в 1931 году указывал, что темноцветные почвы ополья образовались при совокупном влиянии, с одной стороны, травянистой растительности, а с другой,— карбонатной материнской породы и высокого уровня жестких грунтовых вод. Он особенно подчеркивал роль грунтовых вод, считая, что в условиях северного климата даже на карбонатной породе темноцветные почвы не могут образоваться, если уровень грунтовых вод глубокий. Распределение почв в зависимости от рельефа, а также богатую травянистую растительность ученый также связывал с высоким уровнем жестких грунтовых вод. С подобным суждением о роли грунтовых вод в генезисе темноцветных почв ополья соглашались и другие ученые. Ф. Н. Мильков следующим образом высказывается по проблеме генезиса ландшафтов Владимирского ополья: “Общие черты природы согласно указывают на северно-лесостепной характер Владимирского ополья, находящегося внутри зоны смешанных лесов примерно в 200 километрах по прямой от северной границы лесостепи... Мы в природе Владимирского ополья не видим принципиальных отличий от природы северно-степных районов Русской равнины. Это — остров современной лесостепи, расположенный в глубине зоны смешанных лесов”. Приведенное высказывание известного советского географа не вызывает существенных возражений по вопросу об общности природы Владимирского ополья и северной лесостепи, но, к сожалению, не объясняет причин, обусловивших нахождение этого опольного острова среди резко контрастных ему ландшафтов. 41 В заключение приведенного обзора исследований происхождения ландшафта и темноокрашенных почв Владимирского ополья, следует отметить, что суждения об их генезисе высказывались, главным образом, в плане “зональной” концепции. Поэтому ополье как явление исключительное выделяли в разряд интразональных (вкрапленных) объектов. Генезис своеобразных почв ополья связывался не с генезисом ландшафта, а со свойствами пород (карбонатность), растительностью (былая лесистость), гидрологией (былая заболоченность). Почвы ополий называли то юрьевскими черноземами, то серыми лесными, то темноцветными, то луговыми и т. д. Рассматривая проблему генезиса почв Владимирского ополья, все авторы, по существу, не уделяли внимания вопросам мелкой пространственной неоднородности (пестроты) почвенного покрова, свойственной этой территории. Выяснение генезиса структуры почвенного покрова ополий — следующий после определения генезиса почвообразующих пород этап решения проблемы. В период становления почвоведения внимание исследователей привлекали проблемы зональности и региональное ™ почв на равнинах и в горах, что было продиктовано, с одной стороны, необходимостью самой общей инвентаризации почв России, а с другой — потребностью в разработке общетеоретической концепции о почве как природном теле. В этот период работ по анализу структуры почвенного покрова почти не было. Классические работы Н. А. Димо и Б. А. Келлера “В области полупустыни” и Я. Н. Афанасьева по темноцветным почвам Черниговской губернии появились позднее. Я. Н. Афанасьев, изучая генезис темноцветных почв западин лёссовых плато Черниговской губернии, учитывал не только естественноисторические факторы их образования, но и агрохозяйственную историю края. Он провел специальные исследования особенностей этих почв в связи с микрорельефом. Исходной посылкой ему послужили высказывания В. В. Докучаева об огромной роли западин (блюдец) в гидрологическом режиме южнорусских степей. По мнению Я. Н. Афанасьева, распашка степей привела к усилению делювиальных процессов, заилению западин с последующим формированием промоин и оврагов. За этими изменениями микрорельефа и гидрологического режима последовали изменения почв и их плодородия. Особого внимания заслуживает замечание Я. Н. Афанасьева о том, что в Черниговской губернии западины свойственны всем широтам края и могут быть встречены как на породах лёссового типа, так и на песках и валунных суглиносупесях. Лёссовые плато, как правило, буквально усеяны западинами, что обусловливает “ячеистое” строение микрорельефа и комплексность почвенного покрова. Наиболее распространенная форма западин — овальная, реже — округлая и дугообразная; много западин с неправильными лопастными очертаниями. Размеры и глубина западин крайне непостоянны, однако, как хорошо заметил Я. Н. Афанасьев, для всякой данной площади наблюдается свой определенный тип формы, величины и процентного отношения к площадям. Ученый привел подробную морфологическую характеристику исследованных им темноцветных почв, из которых видно, что гумусовый горизонт этих почв состоит из двух подгоризонтов: верхнего — наносного и расположенного под ним — темноокрашенного. Такое строение, по его мнению, несомненно свидетельствует о процессе заиления, начавшемся с момента распашки степи. Если удалить верхний слой в 30—50 сантиметров (образовавшийся в результате сноса частиц с окружающей пашни), то реставрируется нормальная темноцветная почва западин. Доказательством этому служит характер распределения гумуса, когда максимум его (7—10 процентов) отмечается не в верхней части горизонта А, а на глубине 35—55 сантиметров, и тонкослоистая структура этого слоя, представляющая собой не что иное, как делювий, спрессованный застойными водами. Итак, с момента распашки лёссовых плато Черниговской губернии началась нивелировка первоначального микрорельефа в широком масштабе: многие западины заилены до краев, другие — на пути к этому. Лёссовые площади неуклонно меняют свой облик и все дальше и дальше уходят от того режима, которым жила девственная поверхность. К сожалению, вопрос о том, как и когда возникли описанные им западины и мозаичность структуры почвенного покрова и микрорельефа, Я. Н. Афанасьевым не обсуждался. Спустя примерно десятилетие после Я. Н. Афанасьева, в 1928 году, калужский почвовед Р. С. Ильин обратил внимание на некоторые черты генезиса структуры почвенного покрова ополий. Как и другие ранние исследователи опольных почв, он считал, что их темноцветный облик и повышенное плодородие связаны с близким залеганием уровня грунтовых вод, богатых кальцием. Он писал: “В результате постепенного усыхания грунтов от вод послевюрмского времени в природе существуют в значительном количестве всевозможные переходные разности от... темноцветной влажно-луговой почвы на жесткой верховодке к серым лесостепным деградированным почвам... различного рода комплексы их имеют широкое распространение во всех районах лёссовидных пород”. Таким образом, на примере Мещовского ополья Калужской области Р. С. Ильин ясно видел распространение интразональных, как он считал, темноцветных почв в комплексе с зональными серыми лесостепными почвами и связывал их генезис с былой гидрологией территории. Однако, как и все другие исследователи опольных почв, он не увидел в них равноправного с зональным типом компонента структуры почвенного покрова ополий. В настоящее время появилось много работ, посвященных изучению структуры почвенного покрова. Как пойдет исследование этой проблемы, покажет будущее. Сейчас важно подчеркнуть, что это — задача географо-генетическая, и она должна решаться преимущественно в плане естественноисторической концепции. Появившаяся тенденция преувеличивать роль статистических подходов при анализе структуры почвенного покрова мешает раскрыть 42 объективные закономерности жизни почв, в частности выпадает из поля зрения главнейший фактор почвообразования — время. Нельзя забывать, что компоненты почвенных комплексов часто одновозрастны, и хотя развитие их идет разными путями и темпами, но сопряженно через сток и ландшафтно-геохимическую обстановку. Памятуя о том, что генезис почв неотделим от генезиса материнских пород, возраст структуры почвенного покрова должен исчисляться с момента возникновения материнской породы. Однако не следует путать материнскую породу с подстилающей, ибо горизонт С — это подстилающая порода, а верхние горизонты почвы возникли из уже измененных почвообразованием горизонтов собственно материнской породы. Для понимания закономерностей эволюции структуры почвенного покрова существенно, что почвы, наиболее полно соответствующие понятию того или иного генетического типа, занимают, как правило, малую площадь, доминируют же различные переходные варианты. Это в свое время отмечалось для поймы реки Волхов, где доминировали дерново-луговые почвы, а не луговые или дерновые. Поэтому при картографии почв основные по площади контуры будут закрашены в “переходные” тона. В этом смысле площадь сплошного распространения того или иного варианта почв — необязательное условие для выделения генетических категорий почв. Больше того, поскольку “тип” есть понятие собирательное (относящееся к совокупностям), то критерием для выделения типа может служить повторяемость контуров сходных почв в пространстве. Изучив почвы Центральной России, можно сделать вывод: современные почвы ополий, отражая особенности происхождения территории, пород и рельефа, представляют собой два возникших одновременно и сопряженно эволюционирующих самостоятельных генетических типа почв. Почвы, приуроченные к повышениям микрорельефа, выделяем в генетический тип — ополец. Почвы, приуроченные к понижениям микрорельефа, выделены в генетический тип, названный ополица. В опольях опольцы и ополицы занимают небольшую площадь, доминируют в основном их переходные разновидности. В общей классификации почв земного шара генетические типы опольных почв — ополец и ополица — входят в генетический переходный (от гидроморфных к автоморфным) класс почв, являясь по своему генезису и географии северными гомологами смониц Балканского полуострова, грумозолей Америки, тирсов Марокко, регуров Индии и других почв палеогидроморфного происхождения. Говоря о генезисе почв ополий, следует особо подчеркнуть значение гривисто-западинного микрорельефа пойменных озеровидных расширений для формирования пойменных почв на двучленных (гривах) и одночленных (в западинах) наносах. Такой микрорельеф свойствен не только современным, но и палеопоймам. И так же, как в современной луговой пойме, почвам на гривах и в западинах присущ разный водный режим (и как следствие этого — разный растительный покров), так и в палеопоймах на территории современных ополий микроповышения и микрозападины имели ряд существенных различий в характере почвообразования. С момента образования микрорельефа палеопойм микрозападинам и микроповышениям был свойствен разный почвенно-гидрологический режим, обусловленный в основном былым уровнем грунтовых вод и стоком вод с микроповышений в микрозападины. Эти различия были выражены сильнее на ранних этапах эволюции почв и растительного покрова ополий. Обсыхание территории привело к уменьшению контрастности почвенно-гидрологического режима гривы и западины. Но, несмотря на это, в современных почвах ополий сохранились реликтовые признаки — свидетели древнепойменного этапа их истории (слоистость почвообразующих пород, большое число точечных ортштейнов, пористость и кавернозность, остатки некогда мощных черных гумусовых горизонтов и т.д.). Эти черты выражены в разной степени в микрозападине и на микроповышениях современного рельефа ополий. Как правило, в настоящее время в почвах микрозападин мы находим остатки черного горизонта (второй гумусовый горизонт современных почв), залегающего на глубине 25—50 сантиметров от поверхности, большое число точечных ортштейнов и ортштейноподобных образований по всему профилю (до глубины 2 метров), сильную пористость и т. д. Из-за более интенсивного увлажнения микрозападин в профиле их почв никогда не встречаются карбонаты. В строении почвы микроповышений и микрозападин имеется ряд различий, которые находят отражение в величине потери от прокаливания, в содержании и, главным образом, в характере распределения кальция и железа. Почвы микроповышений отличаются более легким механическим составом, особенно в нижней части профиля. Ряд других признаков — мощность и окраска гумусовых горизонтов, количество капролитов и ходов червей, наличие обильной кремнеземистой присыпки — подчеркивает исходные генетические различия почв микроповышений и микрозападин. Существующие в настоящее время различия в строении почвы микроповышений и микрозападин являются следствием иных условий почвообразования, имевших место на ранних этапах формирования этих почв. Одним из важных доказательств генетического своеобразия опольных почв может служить состав органического вещества этих почв. Сравнительная характеристика органического вещества различных почв Русской равнины показала, что по соотношению фракций гуминовых и фульвокислот опольцы ближе всего соответствуют подзолистым почвам Русской равнины, а ополицы — черноземным почвам. Такое резкое совпадение состава органического вещества опольных почв с двумя контрастными генетическими типами почв Русской равнины кажется парадоксальным, если мы вспомним, что ополец и ополица существуют в одном ландшафте на крайне малых расстояниях друг от друга, иногда это всего лишь десятки и сотни метров. Ясно, 43 что чернозем и подзол (если опираться только на данные состава органического вещества) не могут соседствовать столь близко. Наблюдения по географии, морфологии, составу и свойствам опольных почв убеждают в том, что они имеют палеопойменное происхождение и, следовательно, их гомологов нужно искать среди почв современных и палеоарктических пойм. И в самом деле, по составу органического вещества опольцы и ополицы оказались гомологами пойменных подбелов и луговых современных пойм Палеарктики. Таким образом, состав органического вещества опольных почв послужил еще одним доказательством палеопойменного генезиса почв ополий. Итак, Владимирское ополье относится к числу типичных ополий Центральной России. Этот вывод сделан на основе его сравнения с ландшафтами других ополий. Исследования Владимирского ополья показали, что оно так же, как и другие ополья Центральной России, представляет собой останец палеопойменного ландшафта последнепровской ледниковой эпохи, и тем самым подтвердили вывод о палеогеографической и историко-генетической общности ландшафтов ополий Центральной России. Опольным ландшафтам принадлежит особая роль в истории Центральной России как первым, а потому наиболее древним очагам земледельческой культуры. Высокое плодородие почв ополий издревле привлекало внимание человека, превратившего их в пашни. Киев и Чернигов, Брянск и Калуга, Владимир и Суздаль и многие другие древние русские города возникли в опольях — этих хлебных житницах Древней Руси. Обладание опольными землями решало многие политические и экономические проблемы далекого прошлого. Неспроста Александр Невский отомстил новгородцам, изгнавшим его из Новгорода, тем, что перекрыл хлебную дорогу из Владимирского ополья, избрав своей резиденцией ПереславльЗалесский. Владимирское ополье — район древнейшего поселения и культуры. Выгодное расположение среди больших судоходных рек, относительная разреженность лесов, обилие влаги, сравнительно плодородные почвы обусловили раннее развитие здесь земледелия, сделавшего впоследствии этот край житницей Ростово-Суздальского и окружающих княжеств. Земледелие велось очень примитивным способом, господствовала подсечная система, которая привела к уничтожению больших массивов лесов. Подсечное земледелие не удовлетворяло потребностей растущего населения, поэтому со временем его заменили пашенным (VII—VIII века нашей эры). Позже начинает применяться паровая система (пар, озимь, яровые), которая господствовала здесь вплоть до революции. Особенностью здешнего трехполья было наличие зеленого пара (пар засевался репой). В IV—V веках параллельно происходило совершенствование сельскохозяйственных орудий: от суковатки времен подсечной системы, через соху, “косулю” и вязаную борону — к железному плугу. Основными культурами были рожь, овес, лен, горох. Посевы пшеницы незначительны. Животноводство также развивалось здесь с давних пор, основой для его развития служили богатейшие луга. Мещовское ополье в Калужской области издавна заселяли славянские племена вятичей, живших в бассейнах рек верхней Оки, Угры, Жиздры и их притоков. В I тысячелетии до нашей эры основным занятием славян-вятичей было скотоводство (преимущественно разведение лошадей), которое дополнялось земледелием, рыбной ловлей и охотой. Археологические раскопки показали, что в это время славяне-вятичи широко пользовались изделиями из кости, постепенно вытеснявшимися изделиями из железа, меди и бронзы. Железо добывалось из местного сырья (болотная руда), медь выплавлялась из привозной руды. Широко было развито у вятичей гончарное производство. Примерно в V—VI веках нашей эры земледелие стало ведущим направлением в хозяйстве славян-вятичей. Одновременно изменялось и совершенствовалось гончарное производство, изменялся тип жилища, росли связи с племенами из Прибалтики, Приднепровья, Причерноморья, о чем свидетельствуют многочисленные находки вещей неместного происхождения. Особенно значительный “расцвет” земледелия наступил в конце I тысячелетия нашей эры, то есть примерно 1000 лет тому назад. Богатый и разнообразный сельскохозяйственный инвентарь: железные сошники, серпы, косы, топоры — свидетельствует о существенном прогрессе в земледелии. Лошадь все больше использовалась как тягловая сила. В пищевом рационе конину вытесняло мясо рогатого скота. Славяне-вятичи селились по берегам рек Оки, Жиздры, Угры, Выссы, Брыни, Зуши и др. На высоких берегах этих рек они создавали города-укрепления, из которых наиболее известны Мещовск, Козельск, Воротынск, Перемышль, Серпейск, Серенск. Вокруг городов и поселков располагались пашни, засеянные в основном зерновыми культурами (рожь, овес). На широких пойменных лугах пасся скот. Пашни возникали сначала на естественных полянках, разбросанных среди лесов паркового типа. Постепенно пашни расширялись за счет вырубки и выжигания лесов. Раннее развитие земледелия оказало существенное влияние на характер естественной растительности ополий. Ознакомление с историческими данными и обобщение материалов наших почвенных исследований позволяют высказать мнение, что в прошлом (V—Х века нашей эры) ополья имели свой специфический облик растительного покрова, который можно определить как луголесье. Дубравные леса паркового типа чередовались с луговыми и отчасти с болотными угодьями. Леса занимали все возвышенности, оставляя понижения влажно-луговым и болотным ассоциациям. Мягкие формы рельефа, длинные пологие склоны и плоские обширные неглубокие западины определяли сравнительно большие размеры полян с их луговой и лугово-болотной растительностью и специфическими темноцветными, хорошо увлажненными слабокислыми почвами, обладавшими сравнительно высоким плодородием. Наиболее возвышенные участки (Сухиничи, Козельск, Воротынск и другие), по-видимому, были сильно 44 облесены, леса здесь располагались большими массивами — засеками. Здесь и пряталось население древних городов во время набегов врагов. В пониженных частях ополий лесов было меньше, к тому же они располагались небольшими очагами, разделенными влажно-луговыми полянами. Поэтому нельзя оценивать ополья только как исторически лесной край или как огромное поле или степь. Скорее, это ландшафт луголесья. Послеледниковая история опольных ландшафтов, как уже говорилось, связана с обсыханием территории, разгрузкой грунтовых вод в реки, потеплением климата, усилением биогенности всего ландшафта и, наконец, земледельческой историей человека. Сведение лесов, разрушение мелких плотин на реках, несоблюдение агротехнических и агрохимических рациональных приемов, разгрузка горизонтов грунтовых вод, возникновение водной эрозии и другие явления естественного и антропогенного характера сильно изменили природный вид ополий, направляя процесс их эволюции от исходного палеопойменного влажно-лугового состояния к лесостепному. Облик ополий все более изменялся и, наконец, в XIX—XX веках принял современный почти безлесный вид. Островной характер ополий и, как правило, положительный знак новейших тектонических движений на их территории привели к врезанию окраинной гидрографической сети и дренированию верхнего горизонта грунтовых вод. Капиллярный подток влаги в почву из грунтовой воды прекратился, почвы из гидрогенно-лугового типа почвообразования все более развивались в сторону “атмосферного” (дернового и лесного) почвообразования. Наряду с изменением гидрологической обстановки в опольях, приведших к ухудшению водного режима почв, появились и другие отрицательные явления. Один из парадоксов земледелия состоит в том, что углубление пахотного слоя до 22—24 сантиметров, свершившееся с приходом на поля мощных тракторов, привело к смешению верхнего, самого плодородного, слоя с менее гумусным и менее плодородным (в старину глубина вспашки составляла 10—15 сантиметров). Многократная обработка почвы “усреднила” столетиями складывавшийся биоаккумулятивный горизонт (0—10 сантиметров) с нижележащим, что в конечном итоге привело к снижению плодородия. Усиление технической базы земледелия, вложение больших средств не дает ожидаемого крупного эффекта, ибо проблема повышения уровня сельского хозяйства в опольях необычайно сложна. Плотины на речках, пруды и водоемы в оврагах и балках, лесополосы на полях, травопольные севообороты, семеноводство, система удобрений, развитие племенного животноводства — вот не полный перечень вопросов, решение которых улучшит хозяйствование в опольях. Почвы ополий Центральной России представляют собой благодарный объект для внедрения прогрессивной системы земледелия. Интенсификация сельскохозяйственного производства, включающая внедрение апробированных временем, научно обоснованных севооборотов, увеличение доз и сортимента удобрений, улучшение водного режима территорий, безоговорочная борьба с эрозией почв, восстановление травосеяния как важного условия повышения и защиты почвенного плодородия и улучшения кормовой базы животноводства, соблюдение норм и правил агротехники, успешная селекционная работа с сельскохозяйственными культурами, возделываемыми в опольях,— все эти меры в совокупности при хорошей организации и управлении неизбежно приведут к восстановлению и резкому подъему биопродуктивности опольных ландшафтов. Изучая почвы ополий на современном уровне, очень полезно прочитать “сверхвнимательно” труды ранних исследователей ополий. У этих тружеников не было многого из того, что есть сегодня у нас. Но они были полевикамиисследователями почв в конкретных лесах, лугах, болотах, на сельхозугодьях. Каждый из них за свое почвоведческое житие выкопал много почвенных разрезов и прикопок, описал почвы, сопоставляя их, как учил В. В. Докучаев, с приуроченностью к разным элементам рельефа, к разным материнским породам, к разной растительности, климату и к разным типам хозяйствования. Они не имели информативных аналитических результатов исследований, но были неторопливы и внимательны. Время не бежало у них так быстро, как у нас. Центр тяжести их работы приходился на наблюдения и описание почв: не толкование аналитических таблиц, а морфологические описания. Сегодня, когда приоритет отдается результатам тонких спектральных, электронно-микроскопических и даже лазерных исследований, морфологические описания почв кажутся архаизмом. И тем не менее эти описания — наша классика. Просматривая описания почв в отчетах старых почвоведов, часто встречаешь слова: черный, черноватый, очень темный, черно-серый и другие. В описаниях современных нам почвоведов таких цветовых оттенков не найти. Черный оттенок в описаниях теперь не встретишь, доминируют оттенки серого цвета. В чем дело? Неужели за один век произошла эволюция цветового зрения. Маловероятно. Изменился цвет наших почв. Сказалась так называемая “выпаханность”, а еще хуже “окультуривание” почв. Когда первые почвоведы в конце прошлого века писали о юрьевском черноземе, они были правы. Когда мы говорим не о юрьевских черноземах, а об опольных почвах — опольцах и ополицах — мы тоже правы. Нас разделяет эпоха не окультуривания, а физического (технического) и химического насилия над почвами. Вторые гумусовые горизонты опольных почв (ополиц) на глубине 30—50 сантиметров — это нижние хвостики былых черногумусовых горизонтов юрьевских черноземов. Так, в сравнении разновременных морфологических описаний почв ополий мы видим то, чего не даст ни один современный анализ. Хочется крикнуть: “Почвоведы, берегите старые образцы почв!”. Они будут эталонами при сравнении почв во времени. Создавайте коллекции почв, продолжите, пожалуйста, великое дело Николая Ивановича Вавилова! 45 Мы привезем грунт с Луны и Венеры, Марса и других планет, но мы никогда не воссоздадим почвы XIX и XX веков, если вовремя не создадим банк почв, датированных по времени взятия образцов. И, конечно, нужна Красная книга почв! Ополья Центральной России становятся сейчас местом паломничества туристов, желающих увидеть “откуда есть пошла Русская земля”, поклониться народному гению, создавшему уникальные памятники Владимира, Суздаля, Юрьева-Польского и других городов. Памятники старины великолепны не только, да и не столько своей кладкой, материалом или пропорциями. Главное в них — их способность фокусировать на себе “душу” ландшафта. Вспомните, как среди пойменных лугов устья Нерли стоит очаровательная церковь Покрова на Нерли, которой очень идет сравнение с девушкой, гуляющей среди луговых цветов и смотрящейся в прозрачную воду. А вдали, на высокой горе города Владимира стоит статный витязь в старинном шлеме — Дмитровский собор. И они видят друг друга, видят всю славную землю Владимирскую вот уже 800 лет. И как бы говорят нам: “Люди, берегите нашу землю — мать Ополье”. За Владимиром и Суздалем настанет черед Стародубу и Трубчевску, Касимову и Новгороду – Северскому и другим городам, чьи земли и воды взлелеял русский народ. Чтобы опольные земли не были опальными, надо часто вспоминать о своей прародине, ее истории и славе, а вспоминая, поведать о них внукам и правнукам нашим. Рассказывая о былом и настоящем ополий, надо открыть потомкам одно простое правило, сформулированное всей историей науки о земле: чтобы где-либо преобразовывать природу, надо сначала ее изучить. Главная сила человечества — это его знания, а не киловатты, тонны или рубли. Вот почему хочется пожелать не торопиться “преобразовывать” ландшафты ополий, ибо знаем мы о них крайне мало, а лучше, полнее их изучать, стремясь сначала восстановить неразумно нарушенные связи в природе ополий, и лишь потом, приложив знания, начать сотрудничать с землей на взаимовыгодной основе. Ополья Центральной России — это материнское сердце страны. Так пусть же оно бьется бесперебойно и ритмично на радость и счастье потомкам. Реки Русской равнины разделяют, как правило, два типа ландшафтов: возвышенные суглинистые ландшафты ополий и низменные и заболоченные ландшафты полесий. К типичным песчаным полесьям относится и воспетая К. Г. Паустовским Мещёра — край озоновых сосновых боров, комариных болот, тихих лесных озер и речек. И почвы здесь — то песчаные бедные лесные, то болотные, от минеральных заболоченных до мощных торфяных. При рассказе о Мещёре, начинающейся на окраинах Москвы и уходящей на восток почти до Мурома, следует напомнить о больших различиях между северной, более кислой и заторфованной, Мещёрой и южной приокской, где в почвах ощущается дыхание подстилающих известковых пород и жестких грунтовых вод. Современная Мещёра — легкие Москвы, но не надо забывать, что одновременно это скрепленные лесом и влажными болотами подмосковные Каракумы. Сведение лесов и спуск воды экологически неграмотными мелиораторами в ряде случаев уже привели к созданию подвижных песков. Полесье — край больших богатств, а почвы полесий отзывчивы на доброе отношение к ним человека. Речь идет о больших возможностях вдумчивой мелиорации и о сохранении природной сущности этих ландшафтов как рекреационных зон (туризм, здравницы, пионерские лагеря, национальные парки). Биопродукция полесий должна быть преимущественно природной (грибы, ягоды, охотничьи промыслы, рыбалка и т. п.), а не земледельческой. Речные долины и реки располагаются по швам тектонических структур. Как бы пробираясь между ними, река стремится к своему основному базису эрозии, к своему устью. Как правило, таким базисом для больших рек служит Мировой океан и его окраинные моря. Уровень воды в них принят за нулевую отметку, от которой отсчитываются все абсолютные высоты суши, включая Эверест. Но многие реки, такие как Волга, Кура, Амударья, Сырдарья, Чу и другие, впадают не в Мировой океан, а в бессточные котловинные водоемы. Некоторые же, например Мургаб, Теджен, вообще никуда не впадают, теряясь в бессточных песках. С точки зрения эволюции ландшафтов Русской равнины следует выделить два основных базиса эрозии. Первый, приуроченный к окраинным морям Мирового океана (отметка 0 метров), включает Днепр, Дунай, Дон, Кубань, Западную Двину, Северную Двину. Второй — огромный Волжский бассейн с Окой и Камой, приуроченный к Каспийскому морю (озеру), находящемуся на отметке около 30 метров ниже уровня Мирового океана. В своем течении реки не имеют монотонно-пологого спуска к устью — их сток определяется неровностями и твердостью пород разных тектонических структур, прорезаемых рекой. По продольному профилю реки течение бывает то замедленным, то быстрым, а в своем крайнем выражении отличается порожистостью и водопадами. Типы отдельных долин и их участков разнообразны, но самая характерная особенность долин рек Центральной России проявляется в их террасовом строении, то есть в ступенчатости по поперечному профилю долины. По продольному профилю (от истока до устья) долина многократно меняет свои размеры: суженные участки чередуются с расширениями. Например, на Москве-реке ниже Москвы имеется 4 таких расширения: Быковское, Раменское, Фаустовское и Коломенское, между которыми долина резко сужается у Бронниц и Воскресенска. Террасовое строение долин рек связано с различным уровнем залегания долины в разное геологическое время, обусловленным изменениями высоты основного или местного базиса эрозии. Число террас и количество террасовых наносов у разных рек неодинаковы. 46 По продольному профилю реки выделяют верхнее, среднее и нижнее течения. Бассейн верхнего течения реки называют эрозионной областью, в ней река и ее притоки производят наибольшую эрозионную размывную работу, оставляя мало собственных аллювиальных отложений. Бассейн нижнего течения реки характеризуется нарастанием аккумулятивной работы реки — отложением аллювиальных наносов на больших участках долины. Бассейн среднего течения имеет промежуточный эрозионноаккумулятивный характер. О строении, наносах, гидрологии и других особенностях разных террас долины рек написано большое число специальных научных статей и монографий. Они дают богатый материал для реставрации былой палеогеографической картины. Мы же рассмотрим ландшафтную и почвенную обстановки пойменных террас долин рек лишь Русской равнины. Поймы рек — это территории, подвергающиеся ежегодному или периодическому затоплению паводковыми водами. После спада паводковых вод на поверхности поймы остается слой плодородного наилка, который, накапливаясь из года в год, служит материнской породой для формирующихся в пойме почв. Эти не повторяющиеся в других ландшафтах процессы и связанные с ними вторичные явления придают поймам своеобразный вид и определяют существование здесь особого гидрологического режима, почвенного и растительного покровов. Несмотря на большое разнообразие типов пойм (минеральные, заторфованные нейтральные, кислые, хорошо или плохо дренированные), всем им присущи одни и те же черты: орошая водообеспеченность, плодородные почвы, высокоурожайные луга. Пойменный ландшафт — самый молодой и динамичный ландшафт суши. Он постоянно развивается и преобразуется под влиянием “блуждания” реки по пойме. Подмывая один из берегов и намывая другой, река постоянно изменяет облик поймы, создавая сложную мозаику разнообразных пойменных угодий и определяя комплексность почвенного и растительного покровов, различную влагообеспеченность почв (от сильно заболоченных до сухих песчаных). Иногда река, спрямляя себе путь, может резко изменить направление и прорвать перемычку между двумя изгибами русла. В этом случае брошенное русло превращается в старицу, которая долгое время сохраняется как замкнутый водоем, не связанный с рекой поверхностным стоком, но подпитывающий всю пойму грунтовыми водами. Почвенно-грунтовые воды поймы играют большую роль в формировании высокоплодородных пойменных почв и продуктивного пойменного травостоя. Весной, в период половодья, грунтовые воды стоят у самой поверхности почвы, на отдельных участках смыкаясь с паводковыми. После спада полой воды вместе с опусканием воды в реке снижается уровень грунтовых вод на территории поймы, причем на разных участках это происходит с разной скоростью. В середине лета грунтовые воды находятся в среднем на глубине 1,0—2,0 метра. В течение вегетационного периода из грунтовых вод к корнеобитаемому слою по капиллярам осуществляется постоянный подток влаги, обеспечивающий пышное развитие растительности. Забота о сохранении, регулировании и разумном использовании ресурсов почвенно-грунтовых вод пойм должна быть постоянной целью всех мероприятий по поддержанию и повышению продуктивности пойменных угодий. Несмотря на всю сложность природной обстановки, в пойме четко выделяются три участка: наиболее дренированная, примыкающая к руслу реки прирусловая пойма; выровненная, как правило, наиболее широкая и с оптимальными условиями увлажнения центральная пойма и притеррасная пойма, обычно заболоченная, с большим числом стариц. Каждая часть поймы характеризуется определенным рельефом, режимом грунтовых вод, механическим составом пойменного аллювия, почвенным и растительным покровами. Прирусловая пойма расположена выше центральной и притеррасной. Здесь залегает легкий по механическому составу, резко слоистый аллювий. Это наиболее сухая часть поймы, в первую очередь освобождающаяся от паводковых вод. Грунтовая вода быстро опускается после паводка на глубину 3,5—5,0 метров и становится недоступной корням растений. Типичная прирусловая пойма имеет один или несколько прирусловых валов высотой 5—8 метров, которые сложены песком или супесью. На прирусловых валах развиваются пойменные дерновые почвы, покрытые пырейными или костровыми лугами. В заболоченных понижениях между валами на песках произрастают ивняки. Центральная пойма обычно занимает наибольшую площадь. Ее ширина на отдельных участках среднерусских рек может достигать 4—б километров. Она имеет выровненный или слабоволнистый рельеф, с большим количеством блюдцеобразных понижений и вытянутых западин (бывших проток). Здесь много озер и стариц, берега которых обычно закустарены. Часто центральная пойма имеет гривистый рельеф, представляющий собой чередование вытянутых грив с межгривными понижениями. Относительная высота грив на отдельных участках может колебаться от 0,5 до 3,0 метра. Пойменный аллювий в этой части поймы имеет более тяжелый механический состав (в основном средние и тяжелые суглинки). Наиболее распространены в почвенном покрове центральной поймы дерново-луговые пойменные почвы, развивающиеся на невысоких гривах и выровненных, относительно повышенных участках. Это наиболее плодородные почвы поймы. Уровень грунтовых вод здесь после паводка опускается медленно и к середине лета устанавливается на глубине 2,0 метра. Хорошая влагообеспеченность почв в первой половине вегетационного периода и их высокое плодородие обусловливают пышное развитие растительности. Как правило, на дерново-луговых почвах развиваются красочные злаково-разнотравные луга, дающие в период летнего сенокоса до 70—80 центнеров сена с гектара. В понижениях центральной поймы формируются луговые пойменные почвы, характеризующиеся более высоким (около 1 метра в середине лета) стоянием уровня грунтовых вод. На таких участках произрастает 47 влаголюбивая растительность, в составе которой преобладают луговой лисохвост, обыкновенная бекмания, луговая герань, едкий лютик. Притеррасная пойма неширокой (0,3—0,5 километра) полосой протягивается у подножия коренного берега или надпойменных террас. Это наиболее пониженная и заболоченная область поймы. Она подпитывается постоянным горизонтом грунтовых вод, часто с выходом ключей, выклинивающихся в пойму с водосборной площади. Для этой части поймы характерны притеррасные озера и старицы. Избыточное увлажнение обусловливает высокое (0,2—0,8 метра) стояние грунтовых вод в течение всего вегетационного периода. Здесь формируются различные по морфологическому облику тяжелосуглинистые иловатые болотные почвы, часто оторфованные. Из растений обычны дернистая щучка, различные виды осок, манники, ползучий лютик. Часто притеррасье занято черноольшаниками. Грунтовые воды, выклинивающиеся со стороны террас и водоразделов, попадают в области притеррасной поймы в иные условия окислительно-восстановительного режима. В результате происходит осаждение растворенных в них веществ, а в почвах притеррасья накапливаются отложения известкового туфа, вивианита (фосфорсодержащего минерала), бобовой железной руды. Область притеррасной поймы — геохимический барьер на пути стока грунтового потока с водоразделом в реку. Описанные три части поймы на разных реках и разных отрезках одной и той же реки могут иметь различный удельный вес в общей площади поймы, что связано с непрерывным изменением рекой своего пойменного ландшафта. Паводок играет важную роль в жизни пойменного ландшафта и накладывает свой отпечаток на развитие растительности поймы. Известно, что приспособление луговых растений к паводку отражает частично зональные особенности пойм. В поймах северных рек вегетация растений начинается, как правило, после спада паводковых вод, а в южных поймах (например, в Волго-Ахтубинской) луговые растения успевают осемениться до наступления паводка. В жизни луговых растений заливаемых участков поймы существенную роль играют два фактора: затопление поймы водой (главным образом, продолжительность паводка) и отложение наилка полыми водами. В зависимости от характера паводка один из этих факторов может преобладать над другими и оказывать решающее влияние на формирование растительных сообществ поймы. Затопление поймы водой на непродолжительный срок от 10 до 20 дней не нарушает нормального хода жизнедеятельности растений и создает благоприятные условия для их роста в послепаводковый период. Только длительное, затяжное затопление поймы может вызвать угнетение или гибель растений. В период затопления под небольшим слоем воды растения не прекращают фотосинтеза. В дневные часы можно наблюдать, как с зеленых листьев луговых растений, находящихся под водой, выделяются пузырьки кислорода, которые сбивают осаждающиеся на листьях илистые частички. Кроме живых зеленых растений под водой находится большое количество отмерших стеблей и листьев, густо облепленных илом. После спада паводковых вод на поверхности поймы остается наилок. Различная мощность оставшегося наилка в дальнейшем приводит к дифференциации растительного покрова как по степени развитости, так и по составу. Максимальная мощность наилков достигается в области прирусловой поймы. Так, например, в нижнем течении реки Москвы она может достигать 40 и более сантиметров. Так было в 1955 году. На участках, где наилок имеет небольшую мощность (до 1 сантиметра), растения, не погребенные наносом, продолжают вегетировать. Заиление заметно не отражается на их развитии. Если толщина наилка превышает 5 сантиметров, фотосинтез прерывается. После спада воды поверхность таких участков покрывается зелеными водорослями. При подсыхании наилок растрескивается на плиты. Чем толще наилок, тем крупнее плитки и меньше трещин. Растения пробиваются сначала по трещинам, а через некоторое время прямо через наилок. Однако затвердевший, он становится серьезным препятствием для прорастания растений. К пойменным почвам приурочена довольно разнообразная фауна: дождевые черви, моллюски, насекомые и другие представители беспозвоночных. В подводный период жизни пойменных почв развивается донная фауна — ведь пресноводные илы богаты органическими остатками. Особенно обильно представлена личиночная фауна, деятельность которой играет большую роль в пойменном почвообразовании. Личинки перерабатывают громадные количества органического вещества. В поверхностной пленке ила (до 2 миллиметров) развивается фауна хирономид. Их ходы можно увидеть на только что отложенном наилке, на границе окислительной и восстановительной зон. В более глубоких частях обитает особая группа роющих червей, которые выбрасывают большие количества иловых веществ в виде экскрементов. После спада паводковых вод и в связи с наступлением “сухого” этапа в жизни пойменных почв начинается интенсивное передвижение червей в поверхностные горизонты почв. Их повышенная подвижность способствует тому, что наилок распадается на структурные зернистые отдельности. При этом резко улучшается аэрация почвы, и начинается бурный рост луговой растительности. В доказательство той огромной роли в почвообразовательном процессе пойменных почв, которая отведена природой дождевым червям, приведем такой пример. Через 5 дней после спада паводковых вод в Коломенском расширении реки Москвы на площади в 1 квадратный метр было обнаружено 8,5 килограмма капролитов дождевых червей. Сложность пойменного рельефа и в то же время пышное развитие травянистой растительности делают поймы рек территориями, наиболее пригодными для использования их в качестве сенокосов и пастбищ. Естественные 48 травостои пойменных лугов, часто насчитывающие до 50 видов растений на площади в 100 квадратных метров,— прекрасный корм для скота, по своей питательности и целебности превосходящий все остальные виды кормов. Им намного уступают травостои искусственных лугов, состоящие из 3—4-компонентной травосмеси. Поэтому коренная мелиорация пойменных лугов, включающая глубокую перепашку как общепринятый метод улучшения лугов, должна быть резко ограничена в практике пойменного хозяйствования. Сохранение естественного травостоя пойменных лугов тем более важно, что поймы среднерусских рек являются важнейшим резервом естественной луговой растительности в этой полосе России. Оживления пойменного плодородия и высоких урожаев трав можно достигнуть, не прибегая к хирургии коренной мелиорации. Применение умеренных доз удобрений, особенно азотных, существенно повышает урожайность травостоя, не нарушая его ботанического состава и тем самым сохраняя его целебность. Следует помнить, что высокие дозы азотных удобрений могут существенно нарушить ботанический состав лугов, резко увеличив в травостое количество злаков, что нежелательно, ибо качеству и целебности пойменного сена надо отдать предпочтение перед его урожайностью. Один из важных приемов поддержания высокой продуктивности пойменных пастбищ состоит в организации загонной пастьбы скота с обязательным орошением пастбищ. Пашня должна занимать небольшой удельный вес в общей площади пойменных угодий. Тем более недопустима сплошная распашка поймы, которая может привести к катастрофическим последствиям (снос во время половодья плодородного гумусового слоя почв, занос пашни песком, особенно вблизи русла реки, сильное разрушение во время половодья распаханных берегов). В поймах рек должна применяться только бесплужная система земледелия. Высокой продуктивностью пойменных угодий невозможно добиться без правильного регулирования уровня грунтовых вод в пойме. Часто, осушая избыточно увлажненное притеррасье, переосушают территорию всей поймы, что неизбежно приводит к падению продуктивности пойменных лугов. Недопустимо сквозное сбрасывание дренажных вод в реку. Необходима организация простого регулирования и управления водным режимом поймы. Это прежде всего шлюзование всей дренажной сети и регулярное наблюдение за уровнем грунтовых вод. Опыт территорий с высоким уровнем мелиоративной культуры (Прибалтика) позволяет сделать вывод: регулирование водного режима — дело хотя и не очень сложное, но ответственное. На хозяйственно важных пойменных угодьях необходимо иметь несколько смотровых скважин для наблюдения и регулирования уровня грунтовых вод. Следует помнить, что их оптимум в поймах находится на глубине 1,0—1,5 метра, и поддерживать его. Кроме того, пойменные местообитания играют важную роль в жизни биосферы Земли. Они представляют собой естественный барьер, аккумулирующий смытые с водораздела вещества и предотвращающий их попадание в моря и океаны. Поймы — мощный биологический фильтр по очистке растворенных веществ, поступающих со стоком грунтовых вод. Особая роль в фильтрации химических веществ почвенно-грунтовых вод принадлежит притеррасной части поймы. Как известно, именно пойменные луга больше всего пострадали от гидростроительства. Если при инвентаризации природных кормовых угодий в 1932—1933 годах пойменных лугов насчитывалось в стране 36 миллионов гектаров, то сейчас эта цифра снизилась до 30 миллионов. Только затопленная водохранилищами площадь на начало 1983 года составила 6,8 миллиона гектаров, из которых 2,9 миллиона приходится на сельскохозяйственные угодья, в том числе 2,1 миллиона гектаров — пойменные сенокосы и пастбища и 800 тысяч гектаров — пашня. Исходя из сложившихся темпов выделения средств на гидротехническое строительство, можно предположить, что до 2000 года водохранилищами может быть затоплено еще более 2,2 миллиона гектаров земельных угодий, из которых более 700 тысяч гектаров сельскохозяйственных угодий и земель, потенциально пригодных для сельскохозяйственного освоения. Кроме затопления пойменных лугов, а следовательно, и исключения их из сельскохозяйственного оборота, создание водохранилищ повлекло за собой также подтопление прилегающих к ним земель и образование мелководий. Площадь подтопленных пойменных лугов в целом по стране оценивается в 297 тысяч гектаров, тогда как общая площадь мелководий составляет 1378,5 тысячи гектаров. В связи со строительством новых водохранилищ площадь подтопленных сенокосов и пастбищ к 2000 году возрастет по экспертным оценкам на 187 тысяч гектаров, а площадь мелководий — на 405,6 тысячи гектаров, что, конечно же, вызывает сильную тревогу. В настоящее время подтопленные площади, как правило, или совсем не используются, или превращены в малопродуктивные пастбища. Между тем еще в 1974 году СевНИИГиМ разработал “Рекомендации по использованию в сельском хозяйстве подтопленных и временно затопляемых водохранилищами земель”, но они вышли ограниченным тиражом и не имели широкого выхода в практику. Помимо всего прочего, в нижних бьефах гидроузлов происходят изменения режима обводнения и удобрения илом заливных лугов. Травостой их постепенно изменяется: влаголюбивые растения сменяются менее влаголюбивыми, злаковые и бобовые травы уступают место неприхотливому, но и менее ценному в кормовом отношении разнотравью. Происходит, таким образом, процесс превращения заливных лугов в суходольные. Такова судьба знаменитой Волго-Ахтубинской поймы. В настоящее время задача правильного использования пойменных земель не может быть решена только с узких позиций той или иной отрасли сельского хозяйства. Проблема рационального использования пойм рек — проблема 49 биосферная. Поймы рек — это наиболее “ранимые” ландшафты, и неправильное использование пойменных земель нарушает весь ход биосферных процессов, приводит к нежелательным последствиям. Подход к освоению и использованию пойм с биосферных позиций, учет их исторически сложившихся природных особенностей показывает, что поймы рек в народном хозяйстве страны надо в основном использовать как луговые угодья. Скашивая травостой на сено, мы с пойменных лугов отчуждаем сравнительно небольшую часть растительной продукции, а основная часть ее остается в почве, обеспечивая жизнедеятельность почвенной фауны и микрофлоры, поддерживая процесс образования и накопления почвенного гумуса. При выращивании на поймах овощных и полевых кормовых культур мы увозим с полей большую часть биопродукции, уменьшая тем самым содержание гумуса, разрушая структуру, обедняя состав почвенной микрофлоры, а при бессменном выращивании овощей на одних и тех же полях способствуем накоплению в почве токсических веществ и патогенных организмов. Таким образом, сенокосно-пастбищное хозяйство способствует поддержанию высокой и стабильной биологической продуктивности пойменных угодий и сохранению плодородия пойменных почв. Пойменный ландшафт — это единый “организм”. Любые изменения, производимые человеком в одной его части, незамедлительно влияют на всю биосистему. Поэтому при освоении пойм необходимо создание единых органов управления для крупных участков поймы и речной системы в целом, которые бы отвечали за состояние и правильную эксплуатацию всей пойменной территории. Глава шестая ТВОРИМ МЫ В ПРИРОДЕ ИЛИ ВЫТВОРЯЕМ? Не освеженная росою Земля засохла, всё в огне, И запад красной полосою, Как уголь, тлеет в тишине. Везде болезнь и вид болезни, Пылят пути, желта трава... Ф. Глинка. “Засуха” Тревожная сложилась сейчас ситуация. Человек забыл о своем биологическом начале, оторвался от законов естественной истории, и это привело его к глобальным трудностям, сделало неуправляемым в биосферном масштабе. Хотя и провозгласил Вернадский наступление ноосферы, но нам до нее далеко, как до Солнца. А пока силами научнотехнического прогресса мы творим такое, отчего другие биологические виды либо исчезают, либо бегут в панике. Ох, уж это самомнение человеческое! Насорим, намусорим и назовем это культурным слоем. Измучаем, надругаемся над почвой, а будем считать, что окультурили ее. Как только человек перешел к земледелию, он стал активно воздействовать на почву. Сначала это воздействие не было сильным не только из-за редкости населения, но и из-за маломощности вспашки. Освоение земель начиналось с южных и умеренных широт в долинно-дельтовых ландшафтах с их плодородными почвами. И очаги земледелия, приуроченные к этим ландшафтам, были локализованы. Поэтому у ранних цивилизаций, включая европейскую, не стояло проблемы заготовки кормов для скота на зиму. Зимняя (нулевая) изотерма долгое время была невидимой границей, отделявшей земледельческие народы от охотничье-промысловых и скотоводческих племен. Начиная с середины I тысячелетия нашей эры, возникновение и развитие сильного земледельческого племени славян обусловило преодоление невидимой термической границы, за которой лежали обширные земли Восточно-Европейской равнины и область больших проблем земледелия и животноводства. Необходимо стало заготавливать продовольствие и корма на зиму. Обратите внимание, читатель, что западная граница славян проходит по зимней изотерме 0°С. Германские и романские народы не переступили этого барьера на нашем континенте. Первые земледельческие приемы связаны с использованием огня для расчистки лесных угодий под пашню. Поскольку лесные почвы (в основном подзолистые и серые лесные) были малоплодородны, то приходилось часто перекочевывать на новые земли, благо земель было много. Постепенно вырабатывалась переложная система земледелия, основанная на том, что плодородие почв восстанавливалось после ухода человека и зарастания брошенных земель естественной растительностью. Переложная система просуществовала несколько веков. Позже люди перешли к плодосменной системе, стали появляться примеры простых севооборотов. Этот переход связан с усилением оседлости населения, развитием частнособственнических отношений, ростом численности населения, закреплением определенных территорий и т. д. Большую роль в земледелии сыграла травопольная система, основоположником которой у нас в стране был академик В. Р. Вильяме. Использование травосеяния в ротациях севооборотов позволяло поддерживать или даже повышать плодородие почвы, не говоря уже о том, что это решало кормовую проблему в животноводстве. Вильяме говорил, что для устойчивого земледелия необходимо соблюдение нескольких ротаций севооборотов со строгой дисциплиной размещения культур в севообороте. К сожалению, уродливые формы управления сельским хозяйством в 50— 70-х годах похоронили “травополку”, приостановили агролесомелиорацию и 50 нанесли сильный удар по почвенному плодородию и кормовой базе животноводства. Как выяснилось, в стране сейчас нет ни одного хозяйства, где была соблюдена хотя бы одна ротация севооборота, не говоря уже о трех ротациях, о которых писал Вильяме. Даже сравнительно простой севооборот на хлопковых полях (хлопчатник — люцерна) не соблюдался в Среднеазиатских республиках. В погоне за валовыми сборами хлопка с полей изгоняли люцерну, совершая тем самым подлог и жульничество. В итоге в почвах развились различные вирусные и микробные популяции, приведшие к тяжелому заболеванию хлопчатника — вилту. Качество хлопка резко упало, текстильная промышленность и текстильщики несут большие убытки. Кстати, впервые изгнание люцерны с полей в больших масштабах в угоду “хлопковому чистогану” обнаружили наши космонавты. Наступившие в середине 60-х годов химическое и мелиоративное поветрие привело к еще большему ухудшению почвенной обстановки в Средней Азии. Возрождение травопольной системы земледелия на новом научном уровне должно как-то компенсировать растерянные ресурсы почвенного плодородия. Сейчас наше сельское хозяйство переживает подлинную революцию: на огромных пространствах внедряется бесплужная система земледелия, проводниками которой в жизнь стали Т. С. Мальцев и Ф. Т. Моргун. Полтавщина — первый крупный полигон “бесплужья”. Сущность этой системы состоит в том, что вместо плуга, переворачивающего пласт и нарушающего всю почвенную текстуру и структуру, применяемый плоскорез, подрезая корни и слегка взрыхляя почву, не переворачивает ее, а следовательно, не нарушает общей стратиграфии размещения в почвах микробных ассоциаций, беспозвоночных животных и корневых систем, то есть связей и отношений между различными биогеоценотическими компонентами почвы. Вначале говорилось, что почва — это управляющая система биогеоценоза. Что это значит? Мы уже знаем, что ни один организм не может жить в среде, насыщенной его метаболитами (выделения, экскременты), или в разлагающихся трупах своих предков. Происходит самоотравление. Чтобы семена проросли, кто-то должен выполнить санитарную работу по превращению, или денатурированию, этих метаболитов. Этот “кто-то” не санитародиночка, а целый мир почвенных организмов-гетеротрофов, живущих за счет энергии и вещества метаболитов зеленых растений. Чем разнообразнее мир гетеротрофов в почве и количественно богаче, тем надежнее проводится санитарная работа. Денатурированию метаболитов способствует также переход почвенных температур в минусовую область. Есть и другие внутрипочвенные факторы, усиливающие или ослабляющие разложение метаболитов, но главным все же остается почвенно-гетеротрофное звено биогеоценоза. В этом смысле максимальное разнообразие санитарной работы осуществляется гетеротрофами в дождевых тропических лесах, где им приходится обходиться без помощника — мороза. Меньшее разнообразие гетеротрофов, обладающее, однако, не меньшим санитарным эффектом, наблюдается в умеренных и северных широтах, где, кроме гетеротрофов, денатурирование частично может осуществляться холодом. Итак, в силу особой санитарной, и в этом смысле воспроизводящей, роли гетеротрофного звена (микроорганизмы, низшие грибы, актиномицеты, беспозвоночные и позвоночные) почва рассматривается как управляющая система биогеоценоза. Человек добровольно взвалил на свои плечи и эту санитарную функцию. Он очищал корнеобитаемый слой от метаболитов, переворачивая плугом верхний слой почвы. Это дорогое и тяжелое мероприятие не столь эффективно и антиприродно по своей сути, тогда как бесплужная система земледелия приближает ситуацию к природной. Системы земледелия будущего должны быть природоохранными, то есть основанными на рациональном комбинировании бесплужной и травопольной систем земледелия с введением поливидовых сообществ, систем, минимально использующих механическую обработку и химизацию. Чтобы восстановить плодородие нарушенных почв, большие площади придется запускать в долгосрочный заповедно-залежный клин. Трудно внедряется в нашу бытовую, производственную и даже научную практику биосферное мышление. Слишком многие современные специалисты-практики относят его в область теории, не беря на вооружение, отмахиваются от него, как от надоедливой мухи, а есть, наверное, и такие, кто и слова “биосфера” никогда не слышали. Страшно становится от общения со специалистами, которые хотят только брать и брать от природы, не задумываясь о том, что оставят они на Земле. Особенно остро нехватка биосферного мышления ощущается там, где контакт человека с природой происходит каждодневно, где он исторически стал средством существования человека. Речь идет о контакте человека с почвой в прямом смысле. К сожалению, у поколения новых специалистов сложился определенный взгляд на почву как на средство производства сельскохозяйственной продукции. Требуя от нее максимальных урожаев, одномоментно расходуя ее ресурсы, они почему-то забывают о другой, необходимой, стороне производства — воспроизводстве. А почва, из года в год истощаясь, постепенно теряет свои лучшие, формировавшиеся веками и тысячелетиями свойства, обеспечивающие способность к ежегодному воспроизводству биопродукции. Почва теряет свое плодородие. Горько сознавать, но забывает нынешнее поколение старые крестьянские мудрости. Чужда стала человеку, вооруженному современными средствами научно-технического прогресса, старая, отжившая “крестьянская философия”. Ее заменила философия потребительства. Да, не находят наши школьные программы места даже для маленького курса почвоведения. 51 Не знают наши дети, да и многие взрослые люди, отмахнувшиеся от старых крестьянских истин, что такое почва, как она возникает, развивается, сколько нужно времени, чтобы на месте безжизненной породы заколосилось поле, расцвели ромашки, встал могучий лес. Не в этом ли истоки нашего бездумного расточительства? Но вернемся к нашему чернозему. Глубокая тракторная вспашка, пришедшая тогда на поля, овраги, блиндажи и снарядные воронки, опустошение войной и запущенность территории сильно подкосили прочность наших черноземов. Исчезла его знаменитая водопрочная зернистая структура, а вместе с этим начался разгул водной и ветровой эрозий. Большие планы по агромелиорации черноземов не были доведены до конца. Оскальпированный чернозем сносился водой в низины, а ветры уносили его далеко от родной сторонки. Оседали черноземные частицы где-то за морем, в Румынии и Венгрии, или просто в море, а подуют западные ветры, летели они в заволжские прикаспийские дали. Но это уже не чернозем, а лишь частички его. Их судьба подобна судьбе любого человека, заброшенного на чужбину. Земля — территория — у нас оставалась, все десятины и гектары были на месте, но почвы либо исчезали, либо уже исчезли, либо резко поблекли в своей плодородной мощи и красоте. В начале 60-х годов на душу населения у нас в стране приходилось 1,14 гектара пахотной земли, а сейчас эта величина упала до 0,8 гектара. Да под одни водохранилища на реках ушли площади, равные размером величине трех Бельгии. И это лучшие пойменные луговые угодья с прекрасными почвами! Что уж говорить о многочисленных потерях от строительства заводов, дорог, аэродромов и т. п. Расхищение почвенных ресурсов (иначе это не назовешь) идет такими большими темпами, что мы скоро превратимся в банкротов. И это при наличии “царя почв” — русского чернозема. В нас укоренилась мысль, что земли у нас много — 22,4 миллиона квадратных километров. А ведь больше половины территории страны расположено в зоне вечной мерзлоты с низкой биопродуктивностью. Добавить сюда горные регионы, огромные среднеазиатские пустыни, обширные внутренние акватории — вот и окажется, что почв у нас мало, да и те, которые есть, нарушены или разрушены, в том числе и во времена мелиоративного поветрия (вторичное засоление, переосушка торфяных массивов, эрозия песчаных почв и т. д.). Нам не обойтись без почвенной службы и почвенной инспектуры с чрезвычайными правами. Нужна стоимостная оценка почв. Все это — дело всенародное, и ответственность почвоведов и землеустроителей огромна. Но вот неожиданно слово “почва” замелькало в лексиконе людей. Это были преимущественно пожилые, видом вполне приличные, а иногда и просто интеллигентные люди разных национальностей. Кто они? В социальнообщественном смысле они оказались садоводами-дачниками, которые на своих 4—6 сотках глубоко озабочены плодородием, воссоздают на изуродованной техникой земле дотоле невиданные почвы. Еще рано это явление обобщать в социальном, а тем более в биосферном планах, но симптомы подобного доброкачественного заболевания уже очевидны. Жаль только, что землицы у них мало, у этих первопроходцев сельского хозяйства будущего. Как бы предвидя садово-огородный бум горожан, великий Карел Чапек писал о нас и для нас: “Человек, в сущности, совершенно не думает о том, что у него под ногами. Всегда мчится как бешеный и самое большее — взглянет, как прекрасны облака у него над головой или горизонт вдали, или чудесные синие горы. И ни разу не поглядит себе под ноги, не похвалит: какая прекрасная почва! Надо иметь садик величиной с ладонь, надо иметь хоть одну клумбочку, чтобы познать, что у тебя под ногами. Тогда, голубчик, ты понял бы, что облака не так прекрасны и грозны, как земля, по которой ты ходишь. Тогда научился бы различать почву кислую, вязкую, глинистую, холодную, каменистую, засоренную. Тогда узнал бы, что персть бывает воздушная, как пирог, теплая, легкая, вкусная, как хлеб, и назвал бы ее прекрасной, как называешь женщин или облака. Тогда испытал бы особенное чувственное наслаждение, видя, как твоя трость уходит на целый локоть в рыхлую, рассыпчатую почву, или сжимая в горсти комок, чтоб ощутить ее воздушное и влажное тепло. А если ты не поймешь этой своеобразной красоты, пускай судьба в наказание подарит тебе несколько квадратных сажен глины, твердой, как олово, глины, лежащей толстым слоем, глины материковой, от которой несет холодом, которая прогибается под заступом, будто жевательная резинка, спекается на солнце и закисает в тени; глины злой, неуступчивой, мазкой, печной глины, скользкой, как змея, и сухой, как кирпич, плотной, как жесть, и тяжелой, как свинец. Вот и рви ее киркой, режь заступом, бей молотком, переворачивай, обрабатывай, изрыгая проклятия и жалуясь на судьбу. Тогда поймешь, что такое вражда и коварство бесплодной, мертвой материи, нипочем не желающей стать почвой для всходов жизни. Уяснишь, в какой страшной борьбе, пядь за пядью, отвоевывала себе место под солнцем жизнь, в любой ее форме — от растительности до человека. И еще ты узнаешь, что земле надо давать больше, чем берешь у нее...” Общепризнано, что самые богатые почвы нашей страны — кубанские черноземы. Расположенные на подгорной равнине и нижних террасах реки Кубани, эти почвы в своей эволюции прошли гидроморфно-луговую стадию, ту стадию, когда идет максимальный синтез почвенного гумуса в условиях оптимального увлажнения и тепла. Кубанские черноземы имели мощность гумусовых горизонтов более 1 метра, суглинистый или глинистый состав, обильную почвенную микрофлору и фауну, содержали до 10 процентов почвенного гумуса и потому давно прослыли зерновой житницей России. Кубанская пшеница была символом богатства края, его визитной карточкой. Так было до тех пор, пока четверть века назад кому-то не пришла в голову мысль превратить Кубань в зону рисосеяния, а затем, приняв непродуманное решение, приступить к коренной перестройке кубанских ландшафтов. Как известно, для рисосеяния необходимо огромное количество воды. Но где ее взять? Решено было построить водохранилище у Краснодара объемом 3 кубических километра воды, а зону рисосеяния расположить ниже города. 52 Пока шло наполнение водохранилища для последующего сброса на рисовые поля, самое биопродуктивное опресненное море в мире — Азовское море — недополучало этих кубических километров, и по закону сообщающихся сосудов через Керченский пролив начала активно поступать в Азовское море соленая черноморская вода. Это резко изменило экологию кубанских плавней и всего Приазовья. Богатейшие рыбные ресурсы водоема, таким образом, оказались обреченными. Кубанская равнина, включая плавни, имела пестрый, сравнительно неровный микрорельеф, а для рисосеяния необходимы ровные, как стол, поля — чеки. Выровнять рельеф для мелиораторов оказалось делом нехитрым. Мощная техника сгребла верхний горизонт знаменитых кубанских черноземов в валики, отделяющие один рисовый чек от другого. Таким образом, в валиках оказался 6—8%-ный по гумусу верхний горизонт кубанских черноземов. Назад возврата не было. Рисосеяние набирало силу, осушались плавни — лучшие нерестилища ценных пород рыб и т. д. На рисовые плантации начали подавать кубанскую воду (1/3 ее годового стока). В столь благоприятных условиях, кроме риса, обильно разрослись сорняки — ежовник, рогоз, клубнекамыш и другие. Борьба с ними велась и ведется с применением гербицидов. Гербициды делали свое дело на рисовых полях, а потом попадали в каналы и поступали в море. Набор гербицидов был разнообразный, а количество достигало 5 и более килограммов на гектар. Добавьте сюда большие (до 1,5 тонны на гектар) дозы минеральных удобрений... Полное незнание экологии и сложных внутриландшафтных геохимических связей, неспособность предвидеть последствия да фанфарный трезвон средств массовой информации сделали свое дело. Проблема Кубани стала практически неразрешимой: слишком много в нее было вложено неверных решений и человеческой глупости. Рисовые совхозы богатели. Да как же им не богатеть, если за 1 килограмм произведенного риса они получали в три раза больше, чем он стоит в магазинах. Странная экономика... Можно или нельзя теперь что-либо поправить? Это вопрос сложный, но одно известно точно: черноземов не вернуть. Возраст этих почв, время, пошедшее на их образование, значительно больше, чем время существования человека на здешней земле. Вот так “прославилась” Кубань, которую в начале 60-х годов прочили в главные соперницы американскому зерновому штату Айова. Для наших почв наступило время “гонок с выбыванием”. Рисосеяние, пришедшее на земли Терско-Сулакской низменности Дагестана, привело к засолению на больших территориях почв. К сожалению, этот процесс тоже необратимый. И все же думается, что главной жертвой наших деяний стали долины рек, в особенности долина Волги — главной голубой улицы России. В интересах энергетики были затоплены обширные поймы Волги, Днепра, Шексны, Мологи, Камы и многих других равнинных рек нашего Отечества. А в этих поймах была красота речек и стариц, слава вологодского масла, пресноводных рыб и раков. Ушли под воду не только прекрасные пойменные почвы с плодородными луговыми угодьями, вскормившими лучшие породы скота и знаменитую конницу. Было затоплено и нечто большее — кровеносная система огромных территорий, которые взлелеяли великий народ. Затопили красивейшие ландшафты Родины, а вместе с ними много старинных городков, селений и кладбищ. Затопили многие страницы нашей истории и никто не крикнул о великой боли нашей земли, ордена, медали и премии были наградой покорителям природы. Хочется верить, что недалек тот день, когда откроются все шлюзы на реках, выступят из-под воды былые искореженные поймы и вздохнет седой Каспий. А волжские дамбы и плотины будут посещать миллионы паломников так, как сейчас посещают пирамиды египетских фараонов. Только можно ли будет восстановить прежнее плодородие этих пойменных почв? Вернутся ли они в прежнее состояние? Неизвестно. Нужен обратный эксперимент. И думается, что первым шагом должен стать спуск Рыбинского моря, где по идее должна возникнуть крупнейшая овощекормовая база Нечерноземья и Подмосковья. Энергетически Рыбинская плотина малоэффективна, а земли, затопленные и подтопленные ею, были одними из лучших в Нечерноземье. Дно Рыбинского моря может стать крупнейшим экологическим полигоном глобальнобиосферной значимости. Вернуть Молого-Шекснинскую низменность в категорию сухопутных ландшафтов — это значит познать степень обратимости или необратимости наших деяний в природе. Здесь же хочется сказать спасибо общественности, немногим ученым и писателям за то, что они, как люди с обостренным чувством гражданственности, остановили новую расправу над ландшафтами нашей Родины — переброску рек, то есть поворот части стока северных рек на юг. Экологический и экономический вред, нанесенный нашим поймам, велик. Он стал возможен только потому, что в споре двух стихий — почвы и воды — первые не имели цены и не могли крутить колеса технического прогресса. Мы добровольно, без боя отдали наши поймы под затопление, мы лишили животноводство кормовой базы, а перед собой воздвигли продовольственную проблему. Такого расточительства не знает ни одна страна в мире. Примерно в 1970 году к автору этой книги обратился один почвовед-мелиоратор с просьбой помочь разобраться и ответить на вопрос, поставленный “сверху”: какие республики и регионы дают максимальную прибыль в расчете на 1 рубль, вложенный в мелиорацию их почв. Есть определенный порядок в перечислении наших республик, начиная от РСФСР и Украины и кончая малыми республиками Прибалтики. Так вот, глядя на итоги расчетов, очень трудно было понять причину резких колебаний этой прибыли по республикам. Пришлось нарушить этот трафарет и расположить 53 республики в порядке убывания прибыли, получаемой от мелиорации. И оказалось, что первые места заняли Таджикистан и Прибалтийские республики, а последние — Украина и РСФСР. В чем причина? Ответ был прост. Все дело в человеческом факторе. Республики, имеющие многовековой традиционный опыт водопользования в земледелии — оросительные мелиорации в Средней Азии и осушительные в Прибалтике,— вышли на первые места. А Украина и РСФСР впервые соприкоснулись с такими мелиоративными задачами. Вскормленные на сытых черноземах наших степей, где, как говорится, люди всегда ели “сало с салом”, они оказались беспомощными как-то отреагировать на грандиозный всплеск мелиорации. Этот поучительный пример одновременно и горький упрек тем, кто не считается с традиционными нормами и формами, а равно и типом мышления конкретных народов и этнических групп. Несколько слов (к сожалению, несколько) надо сказать о химизации наших почв. Природа не знала удобрений и благополучно прожила до нашего прихода почти четыре миллиарда лет. Мы додумались (правда, не мы, а неандертальцы, по-видимому) до удобрения навозом. Шли тысячелетия и столетия, в конце XVIII, а в основном в XIX веке в Германии обнаружили положительное действие на урожай азота, фосфора и калия. Азот получали из птичьего гуано, фосфаты из костей животных, а калия в Германии было много — Страсфуртские залежи. Первым, кто открыл пользу ненавозных удобрений в сельском хозяйстве, был немецкий химик Юстус Либих. Но речь сейчас не о нем. Немецкое земледелие получило сильный импульс, но к началу XX века стало ясно, что на одних минеральных солях далеко не уедешь. Начало XX века подарило миру замечательного ученого Эльхарда Митчерлиха и промышленный способ связывания азота Габера-Боша. Знатные россияне, черпавшие лирику у французов, а деловитость у немцев и англичан, навязывали своему народу “разумные” приемы Запада. К словам Докучаева о том, что нам, русским, на нашей земле непригодны немецкие приемы земледелия, не хотели прислушиваться. Сегодня уже не узнать: кто, где и когда подменил слова “минеральные соли” словами “минеральные удобрения”. Любому человеку со средним образованием, а уж химику и подавно, не понять, почему именно азот, фосфор и калий отвечают за плодородие и жизнь растения. Никакого химического обоснования этому нет. Просто в Германии было много отходов костей — фосфор, залежи калийных солей, да азот в навозе. Урожаи росли, значит, все в порядке. И сейчас, на закате второго тысячелетия, агрохимики с легкой руки одного из наших лидеров недавнего прошлого, дополнившего ленинское определение коммунизма еще и химизацией, применяют неслыханные дозы этих старонемецких удобрений, из которых наиболее опасны азотные. Азот (химический элемент) — значит “безжизненный”! Бесспорно, самым прекрасным, исторически проверенным, всеми народами признанным удобрением является навоз — сложное биоорганическое вещество, исключительно энергетически богатое различными макромолекулами. Навоз как удобрение положительно сказывается не только на росте растений, но и, что, по-видимому, более важно, на развитии почвенных организмов. Унавоженная почва и есть окультуренная почва. Однако за последние годы в связи со строительством промышленных животноводческих комплексов навоз от них, как ни странно, стал сильнейшим загрязнителем окружающей среды: возросла перевариваемость кормов у селекционного скота, резко упростились рационы питания. И все же навоз был и остается лучшим удобрением. Наша страна располагает богатейшими запасами торфов. Торфа бывают разные: кислые и нейтральные, высокозольные и низкозольные, сфагновые и осоковые. Уступая по своему активному началу навозу, торф после определенной подготовки (торфокомпосты) может быть очень хорошим удобрением. Особо надо сказать об известковании кислых почв, которых особенно много в Нечерноземной зоне. Известь не относится к удобрениям, но известкование повышает эффективность применяемых удобрений. Урожай растений на известкованных и удобренных полях существенно выше, чем на удобренных, но неизвесткованных. Думается, что надо бы запретить применение удобрений на неизвесткованных полях. Это особенно важно сейчас, когда кислотность почв возрастает из-за выпадения так называемых “кислых дождей”, подкисленных за счет сульфатов, нитратов и углекислого газа промышленного происхождения. Здесь же следует напомнить, что и минеральные удобрения делятся на физиологически кислые и щелочные. Применение физиологически кислых удобрений (хлористый калий, сульфат калия) также приводит к подкислению почв. Перечисленные факторы действуют в совокупности, что заставляет нас говорить о необходимости разработки систем управления почвенным плодородием. Наш великий русский ученый, создатель отечественной агрохимии академик Дмитрий Николаевич Прянишников многократно повторял, что удобрять надо растения, а не почвы, равно как и орошать надо только растения. Мы же удобряем почву. Один гектар почвы (пахотный слой) весит 1200—1500 тонн, тогда как растения на этом же гектаре весят всего 12—15 тонн. Нужно заметить, что все агрохимические расчеты ведутся в весовых величинах. Например, содержание доступного калия в почве составляет примерно 100 миллиграмммов на 1 килограмм почвы, а так как почва на 1 гектаре весит 1 200 000 килограммов, то содержание калия на 1 гектаре почвы составляет 120 килограммов. Это больше, чем калийная доза вносимых удобрений, и больше, чем количество калия, уносимого с урожаем. 54 Агрохимики в своих расчетах широко применяют балансовый метод расчета: столько-то калия в почве, столькото его в растениях, столько-то выносится с урожаем. Балансовый метод расчета — это статический, а не динамический метод. Д. Н. Прянишников считал, что задача агрохимии состоит в изучении круговорота питательных веществ в системе “почва — растение” на сельхозугодьях. Понятие “круговорот” означает, прежде всего, что один и тот же атом многократно вращается в системе “почва — растение” в течение всего периода вегетации. Недоучет этой многократности, круговоротности атомов неизбежно ведет к завышению доз минеральных удобрений. Работая вместе с Николаем Владимировичем Тимофеевым-Ресовским в рамках радиационной биогеоценологии, автор этой книги изучал скорость круговорота ряда элементов в системе “раствор — растение” и “почва — растение” методом меченых атомов. В итоге были получены результаты о скорости круговорота атомов в этих системах. Оказалось, что эти скорости значительны. Например, в системе “раствор — растение” полная (по массе) смена кальция в пшенице происходит приблизительно за двое суток. Следовательно, за период вегетации кальций совершает несколько круговоротов. Кстати, надо помнить, что растения получают питательные вещества не из почвы в целом, а из почвенного раствора. Жаль, что изучение круговорота элементов не стало достоянием агрохимической науки. Вот и сыплем мы на поля непомерно большие дозы удобрений, и тратим огромные деньги на их производство. Далее следует напомнить, что фактически растения усваивают примерно пятую часть от количества вносимых удобрений. Судьба остальных 70—80 процентов удобрений, к сожалению, агрохимиков мало волнует. А именно они, стекая поверхностным или внутрипочвенным стоком, ведут к загрязнению среды, а в случае азотных удобрений к евтрофикации водоемов. Цветение водоемов — это большая беда, истоки которой следует искать в химизации наших сельхозугодий. Качество воды и состояние биопродуктивности водоемов резко меняется в худшую сторону. Примеров тому много. Наиболее яркий из них — цветение воды в каскаде волжских водохранилищ и Севане. Вся эволюция растительного мира шла по пути преимущественного использования азота биоорганических, а не минеральных соединений. И сейчас, как показали исследования, здоровые растения предпочитают биоорганический азот, включая азот, связанный клубеньковыми бактериями, и азот навоза. Вообще, применение азотных удобрений становится крупной биосферной проблемой. Действие азотных удобрений на организмы неспецифично — азот действует на рост клеток как растительных, так животных и микробных, то есть влияет на размеры вегетативной массы. Кстати, фосфорные удобрения отвечают преимущественно за развитие репродуктивных (семена, зерно) органов. В этом смысле внесение азотных удобрений на поля приводит к пышному росту и зеленой сочности вегетативных частей — растение, как говорится, идет в ботву. По данным литовских исследователей, в почвах “удобренных” полей по сравнению с рядом расположенными залежными или лесными угодьями число почвенных обитателей (микроорганизмов беспозвоночных и др.) уменьшается в десятки и сотни раз, причем резко меняется разнообразие их видов. Вот так действует “удобрение” почв. Молчат почвы, молчат и их бессловесные обитатели-санитары. Приведем один любопытный случай. Выбирали мы место в широколиственной дубраве для показа почв делегатам Международного конгресса почвоведов. Летняя жара иссушила почву на полях, но как только мы вошли в лес, ноги пошли по мокрой почве и густой траве. Местами встречались даже мелкие лужи. Но рельеф по сравнению с полем не изменился. Так в чем дело? Сначала показалось, что идет дождь. Прислушались. Да, шуршит дождь по листве. Подняв глаза, мы с удивлением увидели, что кроны деревьев стоят почти без листьев. Оказалось, что на лес напал листоед — дубовый шелкопряд, который объел всю листву. Скорость поедания листвы была так велика, что экскременты сыпались на землю как дождь. Естественно, что листоед не в состоянии переварить листья. А листва сочная, азота биоорганического в ней много. И вот вся эта огромная масса азота буквально “упала с неба”, через опустевшие кроны солнце беспрепятственно согрело землю, и ранее подавленные лесные травы резко пошли в рост. Из-за того, что деревья прекратили транспирацию воды, а травы создали парниковый режим, влага стала скапливаться в почве. Вот что бывает иногда в природе. Самоудобрение почв. Но это все в рамках эволюции почв и биогеоценозов. Применяя большие дозы азотных удобрений, мы накачиваем растение азотом, который внутри организма отлагается чаще всего в межклетниках. А это уже совсем вредная для животных и человека биопродукция. Так, знаменитые среднеазиатские арбузы весом во многие килограммы просто опасно употреблять в пищу. Наша беда в том, что мы оцениваем биопродукцию по весу и валу, не контролируя ее качества, особенно по содержанию азота. За величиной урожая стараются спрятать наши химические, агрохимические и агрономические грехи. Известно, что в той же Средней Азии, где у жителей культивируется гостеприимство, гостя большим арбузом не угощают. Ранним утром старый аксакал в халате и тюбетейке со всей мудрой неторопливостью брал нож, сосуд с водой, тряпочку, арбузную рассаду и уходил далеко в степь. Там он находил верблюжью колючку, срезал и прививал на нее арбузную рассаду. Обвязывал ее тряпочкой и замазывал мокрой глиной. Примечая это место, он шел к следующему кусту верблюжьей колючки. Осенью же собирал урожай небольших, но сладких арбузов, которые берег для дорогих гостей. Дело все в том, что у верблюжьей колючки корни уходят вглубь на 10—12 метров и сосут чистую, без азотных удобрений, воду. Поучительно, не правда ли? Особенно много удобрений применяют в столичной области. Под картофель и капусту вносятся дозы азотных удобрений, значительно превышающие ПДК (предельно допустимые концентрации). Большое количество азота превращает такой картофель и капусту в прекрасную питательную среду только не для человека, а для микроорганизмов и грибов, которые обильно разрастаются при хранении, а точнее, при гниении на наших базах. Потери при 55 хранении такого урожая превышают весь прирост за счет применения этих удобрений. Добавим, что сочная ботва на угодьях с большими дозами внесенного азота становится прекрасным субстратом для развития тлей, которые съедают часть будущего урожая. Следует вернуться к уже упоминавшемуся тезису о неспецифичности действия азотистых соединений: они действуют и на рост человеческих клеток, увеличивая их размеры. Существует предположение, что широкое применение азотных удобрений привело к акселерации детей. Акселерация захватила не все юное человечество, а лишь молодежь в развитых странах, которым по карману применение азотных удобрений. Это Северная Америка, земледельческие районы Европы, а в Азии — Япония. За последние 2—3 десятилетия средний рост призывников в Японии увеличился больше чем на 20 сантиметров. И время начала акселерации совпало с агрохимическим бумом. В применении азотных удобрений есть одна любопытная черта: их эффективность высока при очень низких урожаях (7—8 центнеров зерновых с гектара), затем уменьшается при средних (15—20 центнеров с гектара) и становится еще меньше при высоких урожаях. То есть вклад минеральных азотных удобрений в урожай по сравнению с другими агрохимическими и агротехническими приемами (интенсивная технология), уменьшается, и связано это прежде всего с тем, что здоровые (высокоурожайные) растения предпочитают потреблять не минеральный азот из удобрений, а биоорганический азот почвенного гумуса. Ситуация напоминает ход обычной болезни. При тяжелом состоянии больному вводят глюкозу, ее роль на “больных” полях выполняют минеральные удобрения. Когда же дело идет на поправку, организм просит куриного бульона и соков, а после выздоровления прочей нормальной пищи. Кстати, одна из причин потери гумуса - химическое воздействие на него самих минеральных удобрений. Особо надо сказать о фосфорных удобрениях. К ним применимо многое из того, что было сказано об азотных удобрениях. Добавим лишь, что содержание фосфора в почвах очень низкое и соизмеримо с содержанием микроэлементов в почвах. Можно отнести фосфор к разряду микроэлементов, снизить дозы его внесения на поля, но увеличить при этом производство и закупки редчайшего и в будущем очень дефицитного удобрения, пока не грянул фосфатный голод. Многие страны уже сейчас скупают и складируют фосфаты. И наконец, нужно сказать о важной стороне химизации — применении различных биоцидов (пестицидов), в особенности гербицидов и инсектицидов. Предназначены они для убийства растений и насекомых, хотя называется это защитой растений. При этом убивают природные растения, которым дали название “сорняки”, защищают не природные, а выведенные сорта сельскохозяйственных растений. Тяжело видеть, когда разбрасываемые с самолетов удобрения и пестициды вместо полей попадают на лесополосы, и они стоят среди лета с бурыми листьями. Люди уже ощутили на себе огромный вред, приносимый применением пестицидов. Химическая промышленность продолжает с хищнической настойчивостью кидать на наши поля все новые и новые виды отравляющих веществ, включая их применение в обязательные планы. Пестициды наносят огромный вред здоровью человека как по своему вредному действию, так и из-за низкой культуры нашего земледелия. Большие дозы, применяемые на хлопковых полях и рисовых плантациях, на овощных и других культурах, резко осложнили проблему охраны здоровья человека. Но когда ученые различных специальностей призывают прекратить или резко изменить пестицидную политику, “химические кормильцы” наши утверждают, что у нас нет людей для прополки полей от сорняков. Но я видел огромные площади, где нет сорняков и не применялись пестициды. Например, в Полтавской области нам показывал такие поля Ф. Т. Моргун. Для избавления от сорняков существует много способов, в том числе агротехнические и биологические. При культурном земледелии применение пестицидов не является необходимым условием. Особенно важно подчеркнуть, что 2/3 видов пестицидов — мутагены, то есть вещества, влияющие на наследственность организмов. Применяя пестициды, совершая экоцид на сельскохозяйственных угодьях, мы столкнемся и с нарушением наследственности многих организмов, включая человека, и с новыми болезнями, вызванными химическим мутагенезом не только человека, но и микроорганизмов. В последнее время синтезированы пестициды (инсектициды) на основе природных соединений, это так называемые пиретроиды. Давно было замечено, что различные виды ромашек обладают активно выраженными инсектицидными свойствами. Пучки кавказской или долматской ромашки развешивали в домах для отпугивания и уничтожения домашних насекомых. Ученым удалось выделить и синтезировать в промышленных масштабах это вещество, тем самым создав новый класс инсектицидов-пиретроидов. Высокая активность этих веществ и быстрое разложение их в почвах делают пиретроиды перспективным средством борьбы с насекомыми, в том числе с колорадским жуком и гнусом. По-видимому, использование таких физиолого-активных веществ, заимствованных у природы, откроет настоящий научный путь управлением структурой биоценозов и почв. Тревожная ситуация возникла в связи с широким развитием эрозии почв. Масштабы ее за последние 30—40 лет стали огромны. Плоскостная и овражная водная эрозии, черные бури, выдувание торфов и развеивание песков — это все формы механической эрозии, разрушения почв. Огромные масштабы приняла так называемая ирригационная эрозия, связанная с неправильным поливом и распашкой склонов. Сюда же надо добавить различные варианты эрозии, связанной с многочисленными дренажными каналами и канавами. Борьба с эрозией почв — это первейшая и главная задача охраны почв. А ведь какие огромные успехи и достижения были у нас в стране в борьбе с эрозией почв. Какие имена: Докучаев, Измаильский, Высоцкий, Сус, Козменко, и большая плеяда современных специалистов-эрозионистов. 56 Многие знают прекраснейшие работы по полезащитному лесоразведению, ставшие символом послевоенного восстановления и облагораживания нашей страны. Были созданы тысячи километров лесополос, тысячи больших и малых водоемов, много научных станций и стационаров. А еще раньше, в конце XIX века, по идеям В. В. Докучаева были созданы образцы степного лесоразведения в Каменной степи, в Великом Анадоле, Деркуле и многих других местах. Трудно себе представить дело более благородное, чем лесные посадки и создание водоемов в степях. И все это делалось для бережения наших почв. В 1923 году в наиболее овражной части Центральной России на высотах Среднерусской возвышенности, в Новосельском районе Орловской области А. С. Козменко создал первую в мире опытно-овражную станцию. И главным его оружием в борьбе с овражной эрозией были древесные культуры. Лес не только бережет почвы, не только накапливает снег и влагу, но в нем, в этих небольших колках, лесополосах, байрачных лесах возникают микрооазисы живой природы. В них поселяются птицы, многие виды насекомых, черви, заглядывают туда зайцы, лисы и лоси. Да и вообще весь ландшафт становится красивым и приятным. Большие работы проведены у нас в стране по закреплению песков и введению их в лугово-пастбищное пользование. Печальный пример эрозии свершился на целинных землях. Без подготовки, без научного изучения, как крупнейшая военная операция, зимой 1954 года было начато освоение целинных земель. Новые совхозы располагали практически без разбора, так как почвы лежали под снегом. Не остывшие от военных штурмов головы на этот раз штурмовали без разбору песчаные и супесчаные почвы, солонцы и солоди, маломощные южные черноземы и каштановые почвы. И все, что сдерживалось корневой системой степных растений, было сдвинуто, перевернуто плугом и через год-два пришло в движение. Многие сотни тысяч гектаров подверглись ветровой эрозии, были списаны. Засухи и суховеи словно взбесились, целина перестала быть целиной. Теперь там применяются почвозащитные системы земледелия, но биосферная цена целинной эпопеи слишком высока. А возвращаясь к нашим степным лесополосам, так и видишь перед глазами деревья во время черной бури, занесенные слоем черноземной пыли высотой в 2—3 метра. Не дали они улететь чернозему в далекие страны, стали на его защиту. На эрозию почв нельзя смотреть беспечно. Это вечный бой человечества, начатый еще древними народами, чьи города ныне засыпаны песками великих пустынь. И если человек осознал, что совершил много грехов, то ему надо идти не в церковь, а сажать и выращивать деревья, возвращая потомству хотя бы частичку разрушенного им мира. 57 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Человечество переживает один из переломных этапов истории. Оно медленно осознает свое космическое одиночество. Сотни антенных устройств посылают сигналы в Космос, тщетно ожидая ответа из просторов Вселенной. Недостаточно оцененное человечеством Время заставляет людей вести себя по-иному. Только на планете Земля есть жизнь, а о том, что “... на Марсе будут яблони цвести”, поется лишь в лихой песенке. Как следствие существования жизни на планете, возникли почвы — продукт больших времен и длительных взаимодействий природных стихий. Жаль, что современное человечество так негуманно обращается с почвами и с мириадами безмолвных почвенных организмов. Трудно ответить на вопрос: почему почвы стали жертвой нашей бурной эпохи прогресса. Что случилось с людьми? Неужели антропоцентризм затмил людям глаза? Ведь не всегда люди так беспечно обращались с почвами. История земледельческих народов знает много примеров бережного, заботливого отношения к земле и ее ресурсам. Приведу несколько поразительных примеров. Известный американский физик У. Л. Лоуренс был изрядно изумлен, когда впервые попав на коралловые островки атоллов Эниветок и Бикини, расположенных в Тихом океане, увидел высокие тенистые пальмы и аккуратно посаженные рощи кокосовых деревьев. Эти райские леса — остаток разбитых надежд созидателей Германской империи. И выросли они не на кораллах, а на прекрасном черноземе. Еще до первой мировой войны тысячи тонн этой почвы были перевезены из Шварцвальда, чтобы покрыть все коралловое основание островов. Немцы стремились превратить острова в богатые сельскохозяйственные колонии. Райскими уголками выглядели эти островки в 1946 году, когда впервые на них попал Лоуренс. В том же году здесь были проведены испытания атомной бомбы, и на деревьях в “перевезенном Шварцвальде” появились таблички: “Не ешьте плодов с деревьев, они отравлены”. Почва, деревья и их плоды стали опасно радиоактивными. Факт этот вызывает разные мысли. Нам хочется привести еще один пример, иллюстрирующий “дальновидность” политики немецко-фашистских колонизаторов. Июнь 1941 года. Последние корабли, груженные хибинскими фосфатами, уходят из Мурманского порта в Германию. Спустя несколько часов после ухода последнего корабля 22 июня началось немецкое вторжение. “Аккуратные” грабители, охотясь на востоке, во время Великой Отечественной войны старались не только занять территории — земли, но и планомерно сдирали верхний горизонт наших черноземов, которые отправляли в Германию. Его Величество Чернозем, много повидавший на своем веку, не ожидал, что он будет оскальпирован цивилизованными варварами, пришедшими с Запада. Раздумья о земле, о наших почвах — это лишь начальный этап нашего беспокойства. Человечеству нужна научная философия земледелия. Не исключено, что в глобальной проблеме “Биосфера и человечество” взаимоотношение человека с почвами будет главным звеном и главным критерием космической культуры человечества. Здесь есть над чем поразмыслить социологам и почвоведам, гуманитариям и технократам. Охрана биосферы, экологическая проблематика должны начинаться прежде всего с охраны и бережения почв. Исторический оптимизм человечества основан на знании законов, направления и темпов развития биосферы и выработке соответствующей этим законам стратегии сельского хозяйства будущего. Но не хлебом единым жив человек, а потому почвы нужны человечеству и как память об истории природы и о трудах предков. Не случайно в этой книге такое большое место уделено учению о биосфере. Имена В. В. Докучаева и В. И. Вернадского станут вечными спутниками человечества. Общее учение о биосфере — теоретический фундамент проблемы “Биосфера и человечество”. Как нельзя понять почвы вне связи с общей историей биосферы, так нельзя познать эволюцию биосферы без знания законов почвообразования. Общее учение о биосфере (биосферология) — это синтетическое учение, главная концепция науки третьего тысячелетия, глобальная мировоззренческая концепция Человечества — итог всего исторического развития его материальной и духовной культуры. И возвращаясь к главному богатству человечества, к его прародительнице — почве и видя ее в тяжелом состоянии, хочется чтобы морской сигнал SOS — save our souls — спасите наши души зазвучал в тех же регистрах на суше — SOS — save our soils — спасите наши почвы! 58
