Таксономия почв

При систематическом описании и изучении почв, как и любых других природных объектов, необходимо наперед задаться той степенью точности, с какой желательно определить тот или иной объект, зависящей от масштаба исследования. Само слово «почва» уже дает объекту какое-то определение, показывает его отличие от других естественно-исторических тел, скажем, от горной поро­ды, дерева, леса, луга и т. п., конечно, в случае, если в термин «поч­ва» предварительно вложено вполне определенное понятие. Если необходимо быть более точным, надо к слову «почва» добавить что-то еще, какое-то определение, показывающее, какая именно почва имеется в виду в данном случае. Эта задача систематики почв решается с помощью системы таксономических единиц, или уровней рассмотрения.

Слово «таксономия» происходит от греч. taxis — строй, порядок, либо от лат. takso — оцениваю и nomos — закон. Таксономические единицы (таксоны) — это классификационные, или систематиче­ские, единицы, показывающие класс, ранг или место в системе каких-либо объектов, дающие степень детальности, или точность их определения. В почвоведении таксономические единицы — это последовательно соподчиненные систематические категории, отра­жающие объективно существующие в природе группы почв.

В основе современной почвенной таксономии лежит докучаевское учение о почвенном типе, развитое впоследствии в учение о типах почв и типах почвообразования. Современное понимание типа почвы сложилось постепенно по мере развития науки, а объе­мы тех или иных конкретных типов почв довольно существенно менялись в разные периоды. Например, солонец одно время счи­тался типом почв, а сейчас это группа типов.

Тип почвы — большая группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных биологических, климатических, гидрологических условиях и характеризующихся ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами.

Примеры типов почв: подзолистые почвы, черноземы, серые лесные почвы, сероземы, красноземы.

Тип почвы — это опорная, основная единица систематики почв. Типы почв могут быть разделены на более мелкие единицы и, нао­борот, объединены в более крупные. Таксономические единицы крупнее типа будут рассмотрены при изучении классификации почв.

Характерные черты и единство почвенного типа определяются: а) однотипностью поступления органических веществ и процессов их разложения и превращения в гумус; б) однотипным комп­лексом процессов разложения минеральной массы и синтеза органоминеральных новообразований; в) однотипным характером миг­рации и аккумуляции веществ; г) однотипным строением почвен­ного профиля и характером генетических горизонтов; д) одно­типной направленностью мероприятий по повышению и поддер­жанию плодородия почв и мелиоративных мероприятий.

Подтип почвы — группы почв в пределах типа, качественно отличающиеся по проявлению основного и налагающихся процес­сов почвообразования; часто подтипы почв выделяются как пе­реходные образования между близкими (географически или гене­тически) типами почв.

Как правило, в пределах каждого типа выделяется «централь­ный», наиболее «типичный» подтип и ряд переходных к другим типам подтипов. Появление подтипов может быть обусловлено наложением дополнительного процесса почвообразования (глеево-подзолистая почва, чернозем оподзоленный); существенным изме­нением основного признака типа (светло-серые, серые, темно-серые лесные почвы); спецификой положения в пределах почвен­ной зоны (чернозем южный); спецификой климатической фации в пределах почвенной зоны или подзоны (чернозем типичный умеренный, чернозем типичный теплый, чернозем типичный хо­лодный).

Род почвы — группы почв в пределах подтипа, качественные генетические особенности которых обусловлены влиянием комплек­са местных условий: составом почвообразующих пород, составом и положением грунтовых вод, реликтовыми признаками почвообразующего субстрата (солонцеватые, солончаковые, осолоделые, контактно-глеевые, остаточно-луговые, остаточно-подзолистые почвы). Например, среди подтипа черноземов типичных умерен­ных выделяются следующие роды почв: обычные, остаточно-подзолистые, глубоковскипающие, остаточно-карбонатные, солонцева­тые.

Вид почвы — группы почв в пределах рода, различающиеся по степени развития основного почвообразовательного процесса. Например, в пределах подзолистых почв по степени развития подзолообразования выделяют виды сильно-, средне- и слабопод­золистых почв; в пределах черноземов по степени развития гуму­сового горизонта выделяют, с одной стороны, виды маломощных, среднемощных, мощных и сверхмощных черноземов, а другой — виды мало-, средне- и многогумусных черноземов.

Подвид почвы — группы почв в пределах вида, различающиеся по степени развития сопутствующего процесса. Например, могут быть выделены в пределах среднемощного малогумусного черно­зема подвиды слабо-, средне- и сильносолонцеватых почв.

Разновидность почвы — группы почв в пределах вида или подвида, различающиеся по гранулометрическому составу верхних почвенных горизонтов (легкосуглинистые, среднесуглинистые, супесчаные, глинистые, песчаные и т. п. почвы).

Разряд почвы — группы почв, образующиеся на однородных в литологическом или генетическом отношении породах (на лесах, морене, аллювии, граните, известняке и т. д.).

Подразряд почвы — группа почв, различающихся по степени сельскохозяйственного освоения или степени эродированности (слабо-, средне-, сильносмытая почва; слабо-, средне-, сильно- окультуренная почва).

Таким образом, полное наименование любой конкретной почвы, согласно существующим представлениям, складывается из назва­ний всех таксонов, начиная с типа почвы и кончая тем уровнем, который допускается масштабом нашего исследования, что особен­но важно учитывать при почвенно-картографических работах.

Приведенный пример показывает всю громоздкость принятой номенклатуры почв, ее описательный по существу характер, а не терминологический. С другой стороны, из этого примера четко видно, сколь трудно заменить такое название каким-либо крат­ким благозвучным термином, который характеризовал бы суще­ственные особенности данного объекта.

Основоположник науки о почвах Василий Докучаев являл собой тот редкий тип ученого, который не может не быть одновременно и мыслителем, и гражданином.

Это была крупная, своеобразная фигура… и всякий, кто с ним сталкивался, чувствовал влияние и сознавал силу его своеобразной индивидуальности… В истории естествознания в России в течение ХIХ века немного найдется людей, которые могли бы быть поставлены наряду с ним по влиянию, какое они оказывали на ход научной работы, по глубине оригинальности их обобщающей мысли» — так высказывался великий русский ученый Владимир Вернадский о другом великом ученом и своем учителе — Василии Докучаеве.

Докучаевские мечты о синтетизме науки, «которая будет изучать не отдельные тела, явления и категории их, а сложные взаимоотношения между ними, вековечную закономерную связь между телами и явлениями, между живой и мертвой природой», оказали огромное влияние не только на Вернадского. Поколение 1860-х Климент Тимирязев назвал счастливейшим из когда-либо нарождавшихся на Руси. По его словам, весна их жизни совпала с весной страны, которая пробуждалась от умственного окоченения и спячки, сковывавших ее более четверти столетия. О том времени Тимирязев писал, что главной отличительной его чертой был «тот увлекающий человека и возвышающий его энтузиазм, то убеждение, что делается дело, способное поглотить все умственные влечения и нравственные силы, — дело… которое входит в более широкое общее дело как залог подъема целого народа, подъема умственного и материального».

Эта весна, эйфория и энтузиазм русской интеллигенции привели Василия Докучаева в Петербургский университет, хотя по семейной традиции он должен был стать священником. Докучаев родился в селе Милюково Смоленской губернии в многодетной семье сельского священника. Его путь, казалось, был предопределен: отучившись в церковно-приходской школе, он попал в семинарию, бурсу, где получил в бурсацкой иерархии прозвище Башка — первый в учении, последний в поведении. Как один из лучших учеников, Докучаев был зачислен в Духовную академию в Петербурге, где проучился совсем недолго.

Ветер перемен выманил его в светскую жизнь, полную эйфории насчет будущего России. Идеи революционных демократов широко распространялись в университетских кругах. Писарев и Герцен писали о развитии естественных научных знаний, создавались научные школы. Чрезвычайно популярными стали публичные лекции, выносившие знания за университетские стены в общество. Одним из слушателей этих лекций был и Василий Докучаев. Там он услышал о работах Дарвина и Лайеля, Сеченова, Бутлерова, Пирогова. В университете, где он начал обучаться естественным наукам на физико-математическом факультете, его учителями стали химик Менделеев, ботаник Бекетов, геолог Иностранцев, агроном Советов. С такой мощной когортой преподавателей Докучаев старался уделять внимание всем наукам и никак не мог определиться, кем быть, одно время даже собрался бросить университет и поступить в Медико-хирургическую академию. Перед окончанием четырехлетних курсов, когда нужно было выбирать тему дипломной работы, преподаватель минералогии, с которым советовался Докучаев, почти пошутил: обследуй свою родную речку Качню. И Докучаев обследовал — провел более двадцати больших разрезов речных берегов, собрал огромный материал и написал работу «О наносных образованиях по речке Качне», которая была так хороша, что ее рекомендовали в качестве доклада на заседании Петербургского общества естествоиспытателей.

По окончании университета с подачи завкафедрой геологии Александра Иностранцева Василий Докучаев стал хранителем геологического кабинета. Несмотря на то что работа была больше канцелярской и хозяйственной, Докучаев много времени уделял всей новой литературе, связанной с геологией, минералогией, климатом. Свободное время и отпуск он тратил на экспедиции, в частности в южные земли Финляндии. Отчасти поэтому сильное впечатление на него произвел доклад Петра Кропоткина, который тщательно обследовал Финляндию, обосновывая свою гипотезу о последовательных оледенениях великой русской равнины. Но более всего его поразил глубокий аналитический подход Кропоткина — и работы Докучаева тоже будут отличаться основательным анализом и глубокими обобщениями.

Многочисленные научные экскурсии Докучаева, частично спонсируемые Минералогическим обществом, Вольным экономическим обществом и Петербургским обществом естествоиспытателей, оформлялись в научные труды, самым фундаментальным из которых на тот период стал доклад «Способы образования речных долин Европейской России». Эта же работа стала магистерской диссертацией Докучаева, а сам он в 1878 году стал магистром минералогии и геогнозии (геологии).

Докучаеву пророчили славное будущее в геологии, но он вдруг свернул с этой дороги, поняв, что в нем созрела совершенно иная страсть. За три года до магистерской защиты Докучаева пригласил к себе статистик Чаславский, составлявший почвенные карты Европейской России. В его обязанности входил сбор различных бумаг, опросов и карт, которые должны были, по сути, механически сложиться в новую карту. Во время этой работы Василий Докучаев понял, как ничтожны сведения о почвах, которые играют такую важную роль в жизни любого государства, а тем более земледельческой России. Он принялся изучать все работы, которые могли дать хоть какие-то сведения о почвах, — начиная с древнейших текстов. Он изучил все более или менее научные гипотезы и теории о происхождении тех или иных почв, одних только гипотез о черноземе было около двадцати.

Черноземом Докучаева пригласило заняться то же Вольное экономическое общество. В 1873 и 1875 годах черноземная полоса России подверглась сильнейшей засухе. Неурожаи и сокращение экспорта пшеницы заставили обратить на эту проблему особое внимание.

Изучением чернозема занимались еще со времен Петра I, активизировавшего заморскую торговлю, в том числе российской пшеницей. Еще Ломоносов в своем труде «О слоях земных» писал: «Его происхождение не минеральное, но из двух прочих царств натуры, из животного и растительного, всяк признает». В одной из своих лекций по почвоведению Докучаев подтрунивал над собой по поводу того, что теория происхождения чернозема оказалась до смешного проста. «Я сам ученую степень получил в некотором роде за борьбу с мельницами… На днях профессор Вернадский получил поручение от Московского университета разобрать сочинения Ломоносова, и я с удивлением узнал от профессора Вернадского, что Ломоносов давно уже изложил в своих сочинениях ту теорию, за защиту которой я получил докторскую степень, и изложил, надо признаться, шире и более обобщающим образом».

Это признание все же содержит элемент шутки, поскольку Василий Докучаев не только самым основательным образом разобрал все исторические и современные предположения о происхождении чернозема, но и внес свою гипотезу, ставшую затем теорией. В ней учтено не только влияние всех трех царств, выделенных когда-то шведским естествоиспытателем Карлом Линнеем: минерального, животного и растительного, — но и климатические зоны. Докучаев называл почву четвертым царством природы.

В 1876 году Докучаев разработал для Черноземной комиссии при Вольном экономическом обществе программу исследований черноземов России. Это была, пожалуй, первая междисциплинарная научная программа, в которую включились самые разные специалисты — геологи, минералоги, ботаники, агрономы, климатологи. Сам Докучаев за два летних сезона исследований про­ехал более десяти тысяч верст по Украине, Бессарабии, Центрально-Черноземной России, Заволжью, Крыму и Кавказу. И не просто проехал, а буквально пропахал. Он влюбился в чернозем. «Когда я в первый раз приехал в самое сердце черноземной полосы, в Тамбовскую и Саратовскую губернии, когда я в первый раз увидел там взодранные нови — я положительно не мог оторваться от того чрезвычайно приятного ласкающего глаз бархатисто-черного цвета, которым были покрыты все тамошние почвы».

В другом месте он отзывается о черноземе не менее романтично: ковыль, роняя свои семена, образует ковер «более мягкий, чем всякие текинские ковры; почва под таким покровом до того изрезана нежными корнями растений, что становится пористее всякой губки». Сравнивая венгерский солонцеватый чернозем — окост — с нашим, русский чернозем Докучаев называет «сладким».

Докучаев сетовал на то, что ему не хватает ни времени, ни средств на интереснейшие подробности и детали, имеющие отношение к использованию черноземов. «Я исключительно преследовал общие задачи и стремился по возможности изучить чернозем с научной, естественно-исторической точки зрения: мне казалось, что только на такой основе и только после всесторонней научной установки этой основы и могут быть построены различного рода действительно практические меры к поднятию сельского хозяйства черноземной полосы России».

Формально Докучаев справился с задачей за два года, но ему предстояло обобщить тот огромный материал, который был собран им с коллегами во время этой работы. В 1881 году он засел за фундаментальный труд «Русский чернозем», который станет началом почвоведения как науки. В это же время он писал статьи, читал лекции, участвовал в диспутах, где само его присутствие, по словам очевидцев, вызывало самую отчаянную полемику, поскольку мнения насчет происхождения почв были самые разные. «Русский чернозем» вышел в свет в 1883 году, и многие современники признали, что этот труд можно поставить наравне с «Основными началами геологии» Лайеля и «Происхождением видов» Дарвина.

В этом труде Василий Докучаев дал свое знаменитое определение почв: «…Наши растительно-наземные почвы, представителем которых и служит чернозем, не суть какие-то механические, случайные, безжизненные смеси, а, напротив, представляют из себя самостоятельные определенные и подчиненные известным законам естественно-исторические тела…»

В одной из своих лекций по почвоведению, прочитанных несколько позже в полях (!) Полтавской губернии, Василий Докучаев дает более четкое и выверенное определение: «…Почва есть функция (результат) от материнской породы (грунта), климата и организмов, помноженная на время». Теорию Докучаева потом назвали генетической теорией (определяющей генезис происхождения почв). Разбирая многочисленные гипотезы происхождения почв, Докучаев замечал, что все споры о преобладающем влиянии грунта, почвенных организмов или климата на почву столь же праздны, сколь и вопрос, что важнее для организма — вода, воздух или пища.

Страстный любитель натурных исследований, Докучаев живо согласился на приглашение из Нижегородской губернии обстоятельно обследовать тамошние почвы. Разумеется, он подошел к этой работе не только с пылкостью, но и с обстоятельностью. Его ученики вспоминали, что Докучаев не терпел расхлябанности, лени и неточностей, он был даже деспотичен в своих требованиях проводить работу и составлять отчеты самым тщательным образом, в соответствии с заданиями. Кто-то за это его критиковал, но к концу экспедиций, по словам многих участников, складывался весьма сплоченный и дружный коллектив, тем более что научно-полевые обсуждения превращались в философские посиделки, которые продолжались и после возвращения в Петербург в гостеприимном доме Докучаевых, где их привечала жена Василия Васильевича Анна.

Результаты нижегородских исследований были изложены в 12 томах. Докучаев признавал, что в начале этой, далеко не первой, экспедиции он еще не имел достаточно четких методов исследования, они складывались в ходе работы. Отчет, содержащий не только подробнейший анализ почв, но и практические рекомендации по их использованию и сохранению, был настолько впечатляющим, что следом за нижегородцами к Докучаеву обратились власти Полтавской губернии. Материалы этой экспедиции заняли 14 томов.

Василий Докучаев еще не раз проводил исследования не только почв, но и лесов после страшных засух и пожаров 1891 года. Он составил подробную программу борьбы с засухами в степных областях России. Он начал масштабную работу по изучению земель Санкт-Петербурга и окрестностей, которая, к сожалению, не была закончена, поскольку Дума не сочла возможным продолжать финансирование.

Докучаев изучал не только русские земли, поскольку его теория связывала воедино такие почвообразователи, как материнские породы, растительность, организмы, климат и время; он утверждал, что все эти элементы прочерчивают ясные зоны по всем континентам. Говоря о законе зональности, Докучаев восклицает: «Вы видите, какая чудная гармония получается теперь. Пора бы расцветить наши сухие глобусы по зонам разными красками для выражения простого, наглядного и обобщающего все закона зон». И дальше перечисляет: ярко-красная экваториальная, дальше по направлению к полюсу — песчано-желтая аэральная, черная (черноземная), наконец, синевато-серая таежная и цвета льда и морской воды бореальная, совсем близко к Северному полюсу.