Формы в мире почв - Игорь Николаевич Степанов
Автором книги понятие «педон» заменено «естественной элементарной ячейкой» — параллелепипедом (см. рис. 1), а полипедон — природным сочетанием таких ячеек в пространстве; структура полипедона выявляется операциями симметрии: вращением, отражением, перестановкой. Таким образом устанавливается структура почвенного покрова, или ландшафта (см. рис. 24, 25). Элементарную почвенную ячейку мы не ограничиваем шестиугольником, а считаем, что она может иметь форму квадрата, ромба, овала, топологического дерева… Это все природные формы, которые фиксируются в поле по картам и аэрокосмоснимкам. Сочетание ячеек создает разнообразие почвенных систем, каждая из которых требует специфической мелиорации. Поэтому в наши дни инженеры-мелиораторы выявляют связи между типами структур почвенного покрова и видами мелиораций.
Хозяйства рентабельны там, где искусственно созданная структура полей «вписалась» в естественную. Так, многие древние ирригационные системы Средней Азии совпадают с естественной клеточной структурой почвенного покрова: размеры и формы пашен соответствуют границам естественных клеток Земли. Однако в современных проектах часто не учитываются природные формы. Стандартизация параметров пашен привела к нарушению гармонии между естественными и антропогенными структурами и к гибели некоторых свойств, жизненно важных для почвенных клеток: они заболачиваются, засоляются, затвердевают (слитизируются), подвергаются эрозии, просадкам. Другие, более мощные естественные клеточные системы начинают видоизменять свою структуру, «подстраиваясь» под новые антропогенные условия. При этом на перестройку затрачивается часть энергии, которая могла бы пойти на повышение урожая.
Между почвенными клетками существует обмен веществом и энергией, что приводит к созданию единых геосистем, а в дальнейшем — к их эволюции. Однако если в одной из клеток по какой-либо причине (в частности, хозяйственной деятельности человека) нарушится функционирование, то это отразится на состоянии всей почвенной системы. Поэтому клеточная структура почвенного покрова должна учитываться при составлении мелиоративных проектов.
Рис. 30. Детальные карты территории совхоза в Белоруссии
а — топографическая карта, б — составленная по топокарте почвенная карта, в — составленная по топокарте карта пластики рельефа. Черные точки — места расположения почвенных ям. Проведение дренажной сети, г — без учета карты пластики рельефа, д — то же, но с учетом пластики рельефа
Проследим, как карта пластики помогает решать некоторые практические почвенно-мелиоративные задачи. На топографической карте (рис. 30, а) изображен рельеф одного из хозяйств Белоруссии. С учетом его форм разными организациями составлены две почвенные карты: традиционная, статическая (рис. 30, 6) и пластики, динамическая (рис. 30, в). Шурфы, как видно на карте (рис. 30, в), попали большей частью в понижения, тогда как повышения не были замечены специалистами. У них создалось обманчивое представление о территории как о переувлажненной за счет доминирования мокрых (глеевых) почв понижений.
Такая точка зрения зафиксирована па почвенной карте и подтверждена химическими анализами. Поэтому проектировщики рекомендовали для осушения почв этой территории дренаж (рис. 30, а). Строительство горизонтального дренажа без учета рельефа привело к тому, что в понижениях рельефа опустились грунтовые воды и часть почв действительно улучшила свои качества. Зато сухие почвы повышений, которые раньше отличались высоким плодородием (их было более 50 %), ухудшили свойства вследствие пере-осушки и стали давать низкие урожаи; местами они превратились в бесплодные песчаные массивы. Таким образом, неточное картографирование форм почвенных ареалов привело к убыткам.
На карте (рис. 30, б) связь почв с рельефом не выявлена. Труд геодезиста, составившего для изыскателя такую дорогостоящую детальную карту, оказался напрасным: возможности карты полностью не использованы, тогда как на рис. 30, в учтен каждый элемент рельефа. Это позволило создать динамическую картину, в которой тесно увязаны свойства почв и рельефа: на повышениях развиты дерново-подзолистые почвы (Пд), а по понижениям — дерново-подзолистые глеевые (Пдг).
На карте (рис. 30, в) просматриваются места возникновения, транзита и аккумуляции водного и солевого стока, что наполняет ее геохимическим содержанием и придает прогностическую ценность. По такой карте можно предсказать пути миграции химических веществ и решать задачи по регулированию стока. Так, дренаж следовало бы строить способом, показанным на рис. 30,д. Этот дренаж «работал» бы там, где ему положено — только по сильно увлажненным понижениям. Дренаж, показанный на рис. 30, г, работает плохо, он осушает территории, которые не следует осушать, и переувлажняет участки, которые не требуют переувлажнения.
Роль форм почвенного покрова в земледельческой практике особенно четко была понята Н. М. Сибирцевым (1953): «Лик Земли, поскольку он отображается в изменениях почвенного чехла, имеет… свои постоянные правильные черты, свою гармонию и свою симметрию… симметрия и повторяемость многих естественных условий земледелия… как будто хочет побудить далеких людей к сближению на поприще совместного разумного устройства своего хозяйства и быта».
ФОРМЫ В ГЕОМОРФОЛОГИИ
Свойства горных пород определяют конфигурацию рельефа, что облегчает труд геолога, так как по форме земной поверхности он может судить о литологическом составе толщ. В 1802 г. в одном из первых сочинений по геоморфологии «Опыт физиогномии Земли, или Искусство заключать по поверхности Земли о ее внутреннем строении» К. Ф. Струве признал наличие соответствия между формами рельефа и составом слоев земной коры. Древние рудокопы по едва заметным признакам в рельефе обнаруживали залежи тех или иных полезных ископаемых: каждому месторождению соответствовала своя форма дневной поверхности. До сих пор остается загадочной связь форм рельефа с рудопроявлением.
В. И. Вернадский писал: «Я хочу узнать те причины, которые заставляют ее (природу. — И. С.) являться в тех правильных, математических гармоничных формах, в каких мы всюду видим и чувствуем ее… Все явления в природе, по-видимому, зависят от внутреннего строения вещества, от формы, а на это до сих пор почти не обращали внимания» (Страницы автобиографии…, 1981, с. 58). Причины связи форм с
