Изучение и сохранение почвенного разнообразия

Педоразнообразие

Термин «почвенное разнообразие» или «педоразнообразие» пока не имеет строгого и однозначного определения. Большинство почвоведов, используя этот термин, имеют в виду качественную характеристику состава почвенного покрова определенной территории. К этой обобщенной характеристике часто добавляется информация о присутствии редких, эндемичных и исчезающих почв, повышающих почвенное разнообразие территории.

Несмотря на отсутствие общепринятого определения этого понятия, как часто бывает в естественнонаучных исследованиях, на протяжении последних десятилетий работы в этой области развиваются в различных направлениях: развитие количественных методов оценки строения почвенного покрова конкретных регионов, рассмотрение связи почвенного разнообразия с биологическим разнообразием, выявление взаимозависимости педоразнообразия с изменением экологических факторов, разработка индексов почвенного разнообразия, пригодных для использования в геостатистике и др.

В работе П.В. Красильникова с соавторами рассмотрены методические основы исследований почвенного разнообразия с акцентом на его количественную оценку. Показано, что применение индексов и моделей почвенного разнообразия может быть использовано при решении трёх основных задач в почвоведении: для проведения сравнительно-географического анализа разных территорий, для проведения сравнительно-исторического анализа в процессе эволюции ландшафта, а также для выявления связи биологического и почвенного разнообразия. Упоминаются сходные географические концепции георазнообразия и ландшафтного разнообразия. Рассмотрены ограничения в использовании количественной оценки почвенного разнообразия, связанные с привязкой показателей разнообразия к системам классификации почв и исходным почвенным картам. Обсуждается интерпретация результатов оценки педоразнообразия, отмечена невозможность использования в почвенных исследованиях научного объяснения, разработанного для анализа биологического разнообразия. Выделены основные перспективные направления исследований почвенного разнообразия: это оценка функционального разнообразия почв по их свойствам, интеграция с методами оценки вариабельности почв на основе геостатистики и оценка педоразнообразия в разных масштабах.

Почвенное разнообразие на территории России

Неоднородность состава и свойств почв, их вида, рода, типа определяет характер почвенного покрова и как природное явление представляет огромный интерес и с научной, и с практической точек зрения.

Таксономическое педоразнообразие, или разнообразие почвенного покрова (разнообразие отдельных почв или групп почв на определённой территории) рассматривали в качестве меры реализации почвообразующего потенциала природных факторов, один из аспектов проявления которого заключается в способности формирования разнообразия генетических почвенных горизонтов в почвенном профиле и почвенных тел в почвенном покрове.

Для оценки степени дифференциации материалов исходных пород в почвенные тела и почвенные покровы введены индекс вертикальной дифференциации — Ivd и индекс пространственной латеральной дифференциации — Ild (red). Эти параметры рассчитаны в ГИС в соответствии со строением почвенного покрова, показанного на Почвенной карте Российской Федерации масштаба 1: 2 500 000, в рамках пространственной структуры Карты почвенно-экологического районирования Российской Федерации масштаба 1:2 500 000.

Наибольшее почвенное разнообразие на равнинах установлено для зон дерново-подзолистых почв южной тайги и серых лесных почв лиственных лесов. Эти зоны расположены на границе бореального и суббореального географических поясов и характеризуются широким распространением динамически зрелых почв. Также сложноорганизованные почвенные покровы и почвенные профили сформированы в горных провинциях Алтая и Кавказа.

Биологическое и почвенное разнообразие

Для человека биологическое разнообразие — не только основной ресурс, источник пищи, комфортности среды, но и фактор стабильности жизненных условий. Состояние атмосферы, гидросферы и климата Земли поддерживается деятельностью живых организмов. Однако, при общем понимании проблемы, значение некоторых важнейших факторов формирования биоразнообразия недооцениваются. Это касается, в частности, почвы и почвенного покрова Земли. Известно, что между почвами и населяющими их сообществами живых организмов существует теснейшая взаимозависимость, следовательно, проблему сохранения биоразнообразия невозможно решить, не сохраняя разнообразие почв. Создание условий для сохранения и восстановления биоразнообразия — это та сторона производственной деятельности человека, которая до настоящего времени, далеко не соответствует масштабам сельскохозяйственной деятельности. С проблемой сохранения биоразнообразия на Земле теснейшим образом связана задача сохранения разнообразия почв, структур почвенного покрова, сохранения естественных, в том числе редких и исчезающих почв.

Роль почвы в формировании и сохранении биологического разнообразия.

Почвы являются уникальной средой обитания и жизнедеятельности самых разнообразных форм земной жизни — от микроорганизмов до высших растений и позвоночных животных. По данным генетиков в почвах представлено 92% ныне известного генетического разнообразия животных и растений, а общая биомасса растений и животных, связанных с почвенным покровом Земли составляет 99,8% всей биомассы планеты Земля.

Выдающимися отечественными учеными показано, что между почвами и населяющими их сообществами живых организмов существует теснейшая связь и взаимозависимость, что каждому типу и виду почв свойственны только им присущие виды сообществ растений и микроорганизмов, животных. Отсюда следует, что проблему сохранения биоразнообразия невозможно решить, не сохраняя разнообразие естественных почв, в том числе редких и исчезающих.

Значение почвы для поддержания разнообразия жизни, прежде всего, связано с ее средообразующей ролью. Почва — важнейший фактор формирования условий для существования всего разнообразия жизни. В то же время, сами экосистемные функции почв определяются уровнем разнообразия экосистем.

Сохранение природного разнообразия почв России в пределах особо охраняемых природных территорий

Почвы нередко рассматриваются лишь как субстрат для существования экосистем, а не как их неотъемлемый компонент. В природоохранной практике поддержание исторически сложившихся круговоротов вещества и энергии в биосфере, сохранение природного разнообразия экосистем и генетического разнообразия организмов традиционно не связываются с сохранением разнообразия естественных почв.

Однако на разнообразие биоценозов, помимо общебиосферных закономерностей распределения живой природы (зональных и провинциальных), значительно влияют геоморфологические и геологические составляющие, такие как рельеф местности, уровень и состав грунтовых вод, химические и физические свойства почвообразующих пород. В большинстве случаев геоморфологические и геологические факторы влияют на состав и особенности функционирования биоценоза через почву, которая является звеном, связывающим воедино геосферные и биосферные составляющие единого круговорота вещества и энергии в биосфере.

Почвы представляют собой основную среду обитания генетически разнообразных видов растений, животных и микроорганизмов и являются наглядным отражением физико-географической и биоклиматической обстановки и истории развития территории. Поэтому сохранение разнообразия почв является непременным условием сохранения разнообразия природных комплексов в сети особо охраняемых природных территорий.

Оценка представленности разнообразия естественных почв России в системе государственных особо охраняемых природных территорий

На основе анализа картографической информации — векторной версии карты «Почвы» масштаба 1:15 000 000 оценена репрезентативность системы ООПТ. Проведенное исследование показало недостаточный охват почвенного разнообразия России заповедниками и национальными парками.

Выявилось, что в заповедниках и национальных парках России не представлено 16 почв и 8 почвенных комплексов из 76 выделов почвенной карты, т.е. треть почв страны (если рассматривать природное разнообразие почв на классификационном уровне). Общая площадь их ареалов составляет 11.36% от площади суши России. Из самых значительных по площади и характерных для определенных регионов почвенных выделов можно отметить следующие: наиболее плодородные почвы (мицеллярно-карбонатные чернозёмы и лугово-чернозёмные почвы), совершенно уникальные, характерные для единственного региона на Земле — мерзлотные палевые и палевые осолоделые и весьма интересные с естественно-научной точки зрения — почвы со вторым гумусовым горизонтом.

Материалы к разделу

1. Красильников П.В., Герасимова М.И., Голованов Д.Л., Конюшкова М.В., Сидорова В.А., Сорокин А.С. Почвенное разнообразие и его значение в контексте современной географии почв // Почвоведение. 2018 №1, с.3-16 DOI:10.7868/S0032180X1801001X
2. Шоба С.А., Герасимова М.И., Таргульян В.О., Урусевская И.С., Алябина И.О., Макеев А.О. Почвообразующий потенциал природных факторов // Сборник научных трудов Международной конференции «Генезис, география и экология почв». Львов, 16-18 сентября 1999 г. Львов, 1999
3. Алябина И.О. Количественная оценка разнообразия почв ЕТР // Проект создания экологической сети на европейской части России: лесной аспект. Гланд, Швейцария; Кембридж; Москва, Россия, 1996
4. Алябина И.О. Разнообразие почвенного покрова Европейской части России // Роль почв в биосфере: Тр. Ин-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова и РАН. Вып. 4. Почвы и биоразнообразие / Под ред. Г.В. Добровольского, С.Я. Трофимова. М.; Тула, 2004
5. Алябина И.О. Разнообразие почвенного покрова // Национальный атлас почв Российской Федерации / Под ред. С.А. Шобы. Москва, 2011
6. Алябина И.О. Разнообразие почвенного покрова России: картографическая оценка // Роль почв в биосфере: Тр. Ин-та экологического почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Вып. 12. Органическое вещество почв. Почвы особо охраняемых природных территорий. Почвенное разнообразие, режимы и свойства / Под ред. Г.В. Добровольского, Г.С. Куста. Москва, 2012
7. Алябина И.О. Оценка роли почвообразующего потенциала природных факторов в формировании почвенного покрова на основе геоинформационных технологий: Дис. докт. биол. наук. Москва, 2016
8. Алябина И.О. Картографическая оценка разнообразия почв России // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 2018. № 1, С. 8-15
9. I.O. Alyabina. Cartographic Assessment of Soil Diversity in Russia // Moscow University Soil Science Bulletin, 2018, Vol. 73, No. 1, pp. 5-10. DOI: 10.3103/S0147687418010015
10. Добровольский Г.В., Чернов И.Ю., Бобров А.А., Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Онипченко В.Г., Гонгальский К.Б., Зайцев А.С., Терехова В.А., Соколова Т.А., Терехин В.Г., Шмарикова Е.В., Чернова О.В. Роль почвы в формировании и сохранении биологического разнообразия // Отв. ред. Г.В. Добровольский, И.Ю. Чернов, М.: Товарищество научных изданий КМК., 2011, 273 с.
11. Чернова О.В. Представленность почвенного покрова в государственных природных заповедниках и национальных парках. М:1:30000000. //Национальный атлас почв Российской Федерации / Под ред. С.А. Шобы. М.: Астрель: АСТ, 2011. С. 620-621.
12. Чернова О.В. Сохранение естественных почв на охраняемых природных территориях Российской Федерации.// Известия РАН. Серия географическая. 2012. №2. С.30-37.
13. Чернова О.В. Оптимизация сети заповедников и национальных парков РФ с точки зрения сохранения разнообразия естественных почв // Почвы заповедников и национальных парков Российской Федерации. / гл. ред. Г.В. Добровольский; отв. ред.: О.В.Чернова, В.В.Снакин, Е.В.Достовалова, А.А. Присяжная. М.: Фонд "Инфосфера" – НИА-Природа,. 2012, С. 469-471
14. Чернова О.В., Снакин В.В., Присяжная А.А. Почвенный покров как фундаментальная основа сохранения ландшафтного и биологического разнообразия природных комплексов охраняемых территорий. // "Использование и охрана природных ресурсов в России". 2012. №6 (126). С.50-56
15. Чернова О.В. Оценка репрезентативности сети особо охраняемых природных территорий России с точки зрения сохранения разнообразия естественных почв // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время Т. 11. Вып. 1, 2016 Система планета Земля
16. Присяжная А.А., Чернова О.В., Снакин В.В. Развитие системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) — основа сохранения биологического разнообразия природных комплексов. Электронное научное издание Альманах Пространство и Время Т. 11. Вып. 1, 2016 Система планета Земля
17. Присяжная А.А. Чернова О.В. Снакин В.В. Почвенное разнообразие заповедной системы России // Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов в России», 2017, № 2 (150), С. 13-18