Учет общепланетарного значения почвы
Все сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что значительная часть процессов, идущих в экосистемах Земли, биосфере в целом, а также литосфере, гидросфере и воздушной оболочке, прямо или косвенно связана с почвой, испытывает то или иное ее влияние. Почва не просто формируется в результате воздействия факторов почвообразования (климата, растительности, материнской породы и др.), но и сама трансформирует их. Не случайно поэтому возникли многочисленные взаимосвязи почвы с процессами, охватывающими разные геосферы Земли и ее ландшафты.
К сожалению, сложная и многообразная роль почвы в жизни природы до сих пор еще не получила своего признания не только в сознании современного образованного человека, но и в сознании многих естествоиспытателей. Одна из причин этого — относительная молодость почвоведения, возникшего значительно позже других ведущих разделов естествознания. В связи с этим рассматриваемая проблема не успела получить надлежащую постановку и решение. Однако необходимость ее разработки назрела, и это прежде всего связано с задачами ускоренного развития теории рационального природопользования. Например, на такой злободневный вопрос, до какой степени можно распахать нашу планету, не нарушив при этом экологического ее благополучия, нельзя ответить, не оценив в полной мере значение почвы в жизни природы и ее роли в поддержании сложившихся круговоротов вещества и энергии. Много принципиальных расхождений и в специальных публикациях о доли пашни на Земле: более половины суши она должна занимать или около 20%? Споры могут быть объективно разрешены только на основе познания закономерностей развития и функционирования всех геосфер Земли, с уяснением роли каждой, в том числе почвенной оболочки планеты.
Каковы же те наиболее важные положения о глобальной роли почвы, которые необходимо учитывать в крупных программах природопользования и при разработке общей его теории.
Прежде всего необходимо признать, что почвенный покров планеты действительно играет выдающуюся роль в развитии геосфер Земли, несмотря на то что по сравнению с земной корой он представляет собой лишь тонкую пленку, которая, подобно коже, покрывает поверхность суши. Маломощность почвенного покрова отнюдь не мешает осуществлять ему многочисленные функции, рассмотренные выше. В природе это не единственный случай, когда незначительные по объему компоненты имеют первостепенное значение в тех или иных естественных процессах. В последние годы было сформулировано обобщение о концентрации информации в единице объема в ходе эволюции природных объектов.
Особого внимания заслуживают взаимосвязи почвы с наиболее лабильными геосферами планеты — воздушной и водной. Так, в системе взаимодействий почвенного покрова с атмосферой в эпоху глобального преобразования Земли человеком отчетливо намечается изменение некоторых процессов обмена веществом и энергией между этими оболочками. Например, в связи с распашкой земель заметно возросло общее количество пылеватого материала, поступающего с поверхности почвы в воздушный океан в результате ее распыления. Произошли определенные изменения и в местном влагообмене. Можно полагать, что из-за ухудшения впитывающей и влагозадерживающей способности многих освоенных почв образование осадков за счет испарения с поверхности почвы стало более затруднительным. Это, несомненно, должно было сказаться на годовом режиме увлажнения осадков и способствовать увеличению продолжительности засух в летнее время. Из связей почвы с гидросферой особенно легкоранимы те, которые определяют грунтовый и поверхностный сток. Достаточно разрушить гумусовый горизонт и проводить неправильную обработку почв, как тут же начинает резко возрастать сток по поверхности почвы, уничтожающий ее плодородие и препятствующий влагозарядке грунтовых вод, питающих многие растительные сообщества и реки в течение большей части года.
Не должны выпадать из поля зрения и литосферные функции почвы. Существенное их нарушение может сказаться не сразу, но возможные отрицательные последствия необходимо предвидеть уже сейчас, поскольку антропогенная составляющая в глобальном круговороте вещества литосферы оказалась сопоставимой с естественной. В случае дальнейшего наращивания вмешательства человека в сложившееся естественное взаимодействие почвенной оболочки и коры выветривания следует ожидать существенного изменения в экзогенном минерало- и породообразовании. Это изменение направлено в сторону упрощения данных процессов и обеднения современной коры выветривания многими соединениями, поскольку исчезают предпосылки для их новообразования. Так, известно, что основная часть полезных ископаемых коры выветривания приурочена к зонам достаточного и избыточного увлажнения, в прошлом почти сплошь покрытых лесами, болотами и озерами. Большое количество кислой органики и способность ненарушенных почв легко впитывать атмосферную влагу благоприятствовали преобразованию исходных массивно-кристаллических пород в развитую кору выветривания, в которой возникли многие виды полезных ископаемых, в частности бокситы, образовавшиеся в основном в гумидных тропических ландшафтах. Повсеместное сведение лесов, осушение болот, распашка и застройка земель могут постепенно привести к принципиальному изменению исторически сложившегося типа развития коры выветривания и верхней части литосферы. Этому прежде всего способствует усиление механической денудации при распашке почв, сносящей с их поверхности слабо-переработанный современным химическим выветриванием материал. В том же направлении действует и ослабление химической активности почвенных растворов при внесении предельных доз удобрений, полностью нейтрализующих почвенную кислотность. В перспективе указанные изменения в жизни коры выветривания имеют тенденцию к усилению, так как нарушение человеком сложившихся природных взаимосвязей продолжается. Так, ежегодные потери пахотных земель в мире в результате эрозии, засоления, застройки составляют 5—7 млн. га. Интенсивно сокращается и общая площадь лесов, в том числе и в тропиках. Сейчас в мире ежегодно уничтожается 245 тыс. км 2 тропического леса (это почти площадь Великобритании). На месте леса разбиваются поля, города, дороги. Если процесс и дальше будет идти такими темпами, через 50 лет тропические леса, обиталище двух миллионов видов растений и животных и важный поставщик кислорода, могут исчезнуть с лица Земли. Кроме того, с уничтожением тропических лесов (как и вообще естественного растительного покрова) кардинально нарушится складывавшийся тысячелетиями тип развития тропического отрезка литосферы, гидросферы, а также атмосферы и биосферы. Сейчас уже ясно, что сплошное уничтожение естественной растительности и бесконтрольная распашка почв на огромных территориях пагубны с точки зрения экологического благополучия биосферы и экономически невыгодны, в связи с чем разрабатываются критерии допустимого изменения природной среды. Согласно данным, приводимым советскими исследователями, полная освоенность территории приводит к минимуму полезной продукции, равному 25% от возможного максимума. К тому же возникающие при этом крупные региональные нарушения естественных ландшафтов и почв, идущие в различных частях земного шара, суммируются и в конечном счете приводят к глобальному изменению развития и функционирования различных геосфер Земли. Так возникает реальная угроза разбалансировки основных планетарных круговоротов вещества и энергии. Все это не может не вызвать нарастающего беспокойства человечества относительно благополучия природной среды, в которой оно существует. В мире все шире разрабатываются международные комплексные программы по рациональному использованию естественных ресурсов по охране природы. В этих программах важное место занимают проекты разумного обращения с почвой. Б. Г. Розанов в «Обзоре деятельности международных организаций в области инвентаризации, оценки, охраны и рационального использования почв» отмечает, что вопросами изучения и использования почв в глобальном масштабе уже сейчас занимается более 10 международных организаций и институтов. Особую роль играет ФАО — организация по продовольствию и земледелию в рамках ООН. Большое внимание почвам уделяется и в деятельности ЮНЕСКО. Из числа конкретных международных программ рационального природопользования следует отметить Программу ООН по окружающей среде (ЮНЕП), принципиальным положением почвенного раздела которой является концепция о том, что почва оказывается основой производства продовольствия и обеспечивает продуктивность всех тех экосистем, составной частью которых она сама является. В деятельности ЮНЕП на ближайшее время намечается достижение конкретных результатов в осуществлении плана действий по борьбе с опустыниванием, коренное осуществление в глобальном масштабе программы лесонасаждений, издание руководящих принципов для принятия мер против деградации почв, выполнение глобальных экспериментальных и демонстрационных проектов в области рационального использования земельных и водных ресурсов.
Об актуальности проблемы рационального использования почв в глобальном масштабе свидетельствует проект ЮНЕП совместно с Международной ассоциацией институтов прогрессивных исследований «Спасите наши почвы», разработанный на основе рекомендаций Международного симпозиума по проблемам земельных ресурсов мира, проведенного в 1976 г. в Самарканде. В связи с продолжающейся антропогенной деградацией и загрязнением почв возникла необходимость в разработке Всемирной почвенной хартии и Всемирной почвенной политики, построенной на том главном положении, что земля является в рамках суверенитета каждой независимой страны всемирным достоянием человечества, обеспечивающим жизнь на планете и функционирование биосферы в целом.
Сказанное свидетельствует о исключительной важности и злободневности разумного обращения с землей в глобальном масштабе. Однако решение этой одной из кардинальных задач человечества наталкивается на многие трудности и преграды, среди которых в числе первых стоят социальные причины. Необходимо прежде всего создание прочного мира на Земле, устранение международной напряженности и улучшение структуры общества. Наша страна постоянно борется за мир на Земле и прогрессивные преобразования.
Сложность в создании перспективных программ глобального использования почв и других природных ресурсов связана также с недостаточной разработанностью теории рационального природопользования. Это в значительной мере объясняется слабой изученностью основных экологических функций почвы. Исследование таких функций имеет не только огромное практическое значение, но и представляет большой общенаучный интерес. Появляется все большее число доказательств того, что почва может служить удобным объектом для изучения общих природных закономерностей. Исследование этих закономерностей приобрело особую актуальность в связи с задачей синтеза различных наук и поиска общенаучного языка, в решении которой весомый вклад вносит география, почвоведение и ряд других дисциплин. Перспективность изучения почвы в плане выявления недостаточно исследованных общих природных закономерностей была блестяще продемонстрирована В. В. Докучаевым. Одно из фундаментальных его положений, сформулированное в афористической форме — почва есть зеркало природы,— получило многочисленные доказательства, оказав катализирующее действие на ряд смежных с почвоведением дисциплин. В особенности это проявилось при освоении докучаевского закона природной зональности (названного им мировым законом) в физической географии, гидрологии, геологии и других науках. Ряд ученых подчеркивает важность дальнейшего изучения почвенной зональности для более углубленного понимания природной зональности вообще. Интересно в этом плане высказывание А. И. Перельмана: «Зональность в почвах является моделью более грандиозных процессов, протекающих в других системах земной коры, в том числе в биосфере в целом». Причем эта модель очень удобна для исследования, так как не требует дорогостоящего бурения — почвенная зональность проявляется в пределах 1—2-метровой толщи.
В целом, несмотря на то что представления о природной зональности в последокучаевский период заметно углубились благодаря работам географов и почвоведов — И. П. Герасимова, Л. С. Берга, В. А. Ковды, В. М. Фридланда, В. Р. Волобуева, С. В. Зонна, М. А. Глазовской, Г. В. Добровольского, Р. В. Ковалева, В. О. Таргульяна, И. А. Соколова и других, дальнейшее развитие учения о зональности различных геосфер Земли с учетом ее проявления в почвенной оболочке продолжает оставаться важной задачей.
Почва — удобный объект для углубленного изучения не только законов зональности, но и многих других природных закономерностей. В последние годы появились работы, говорящие о том, что в качестве существенной интегральной закономерности должна рассматриваться многофункциональность природных систем (систем взаимосвязей). Изучение экологических функций почвы дает благодатный материал для познания этой закономерности, так как в природе вряд ли найдется другой столь многофункциональный объект, как почва, насыщенный взаимосвязями разных уровней, разной интенсивности и степени сложности.
В почвенном царстве наглядно проявляется и другая природная закономерность — закон компенсации. Примером здесь может служить развитие подзолистых почв. Долгое время считалось, что образование подзолистого горизонта — это сплошное зло. Однако ряд ученых показали, что возникновение этого горизонта не только приводит к потере запаса элементов в почвенной толще, но и оказывается важной предпосылкой создания биомассы растений, ибо происходит своего рода перекачка элементов питания из обедненных слоев почвы в растущие на ней организмы. Кроме того, элементы, вымытые из подзолистых почв, попадая в водоемы, используются обитающими в них организмами и во многом за счет этого вырастает рыба. Разумеется, в практике освоения лесных массивов Севера приходится существенно улучшать свойства подзолистых горизонтов. Но из этого нельзя делать вывод о бесперспективности подзолистых земель вообще и необходимости обязательной их замены другим типом почв. Подтверждением справедливости сказанного служат примеры, свидетельствующие о нежелательности полной нейтрализации почвенной кислотности. Во-первых, северные растения в ходе долгой эволюции адаптировались к кислым почвенным растворам и для многих из них оптимальными стали слабокислые значения рН. Во-вторых, при нейтральных значениях рН снижается доступность многих элементов и сильно ослабляется их мобилизация из кристаллических решеток минералов. Явления компенсации отчетливо прослеживаются при гумусообразовании.
Да! Многие важные специальные вопросы почвоведения еще ждут своего решения, а практический и теоретический спрос на науку о почве год от года становится все больше. Сейчас уже признано, что почвоведение должно рассматриваться как одна из фундаментальных наук. Это признание было, в частности, ознаменовано открытием первого в мире специального факультета почвоведения в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова. Однако по сравнению с другими фундаментальными науками возраст почвоведения— детский. Если время существования математики, физики, химии измеряется тысячелетиями, биологии — столетиями, то почвоведения — десятилетиями.
С возникновением научно обоснованных систем земледения почвоведение, оформившееся в самостоятельную науку на рубеже XIX и XX вв., получило мощный стимул для своего развития. В настоящее время в связи с остротой экологических проблем и установлением особой важности почвенного покрова в сохранении благополучия биосферы в целом перед почвоведением возникли еще более грандиозные задачи. Успешное их решение возможно лишь при условии стимулирования основных направлений в науке о почве, в особенности долгосрочных программ, исследующих механизмы функционирования почвы и ее взаимодействие с различными геосферами Земли. Почвоведению нужны новые Докучаевы, Полыновы, Гейдройцы, в свое время надежно построившие не только фундамент этой науки, но и внесшей крупный вклад в смежные с ней дисциплины. Поэтому приход в почвоведение энтузиастов и талантливой молодежи— важная гарантия того, что эта наука успешно справится со стоящими перед ней проблемами. Многие из них, такие, как разностороннее исследование экологии и динамики почв, создание Красной книги почв и почвенных заповедников, заказников и др., нуждаются в безотлагательном решении.