Введение в теорию педогенеза

Автор: профессор, гл.н.с. В.О.Таргульян, Институт географии РАН

I. Организационно-методический раздел

Цель курса: сформулировать и изложить основные положения теоретической парадигмы почвоведения как одной из фундаментальных наук о Земле и Биосфере, имеющей своим объектом педосферу Земли и главные закономерности ее развития.

курса: дать студентам понимание места, роли и специфики педосферы среди поверхностно-планетарных оболочек, выявить универсальную сущность почвообразования (педогенеза) как биокосного необратимого процесса самоорганизации почвенной системы во времени, рассмотреть основные модели педогенеза.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника: курс читается на 5 курсе для студентов кафедры географии почв после прослушивания всех основных теоретических курсов по геологии, почвоведению и биогеохимии.

Требования к уровню освоения курса: прослушивание курса должно дать студенту уверенность в том, что почвоведение является фундаментальной наукой о Земле и об одной из ее главных биокосных систем; дать знание основ и специфики теории формирования педосферы, как особой планетарной оболочки.

II. Содержание курса

Темы и краткое содержание

Почвоведение как фундаментальная научная дисциплина. Объективные причины фундаментальности почвоведения. Генетическая докучаевская парадигма и другие существующие и возможные парадигмы в изучении почв. Соотношение теоретических и прикладных разделов в почвоведении.

Оболочечная (сферная) и системная парадигмы в науках о Земле: экзосфера, биосфера и педосфера Земли.

Поверхностно-планетарные оболочки и типы экзогенных взаимодействий на литосферных планетах. Общепланетарные понятия экзона, ситона, трансона. Специфика Земли как био-гидросферной планеты. Выветривание, осадкообразование, почвообразование – гипергенная, осадочная и почвенная оболочки Земли.

Биокосные тела и системы Земли. Общая модель экзогенных биокосных систем, облигатные свойства всех биокосных систем. Почва и кора выветривания как открытые функционирующие инситные биокосные системы, педосфера, как подземный био-литосферный ярус биосферы суши. Иерархия экзогенных биосферных систем. Компонентный, потоковый и профильный «портреты» почвы и коры выветривания.

Поведение почвенной системы во времени. Основные понятия и постулаты теории: факторы, функционирование, компоненты, взаимодействия, самоорганизация (саморазвитие), эволюция системы. Усложнение неодокучаевской триады: факторы à функционирование à процессы педогенеза à свойства. Эволюция и саморазвитие (самоорганизация) почвенной системы в меняющейся среде. Моногенез и полигенез почв.

Почвообразование (педогенез) как необратимый процесс самоорганизации почвенной системы во времени. Педогенез с позиций синергетики и термодинамики необратимых процессов (стрела времени, диссипативные системы, аттракторы и др. ). Функционирование (жизнь) почвенной системы, процессы функционирования (ПФ).

Идеальная (докучаевская) модель педогенеза. Потоковые и инситные факторы педогенеза, их взаимодействие в О-момент. Лабильные горизонты и профиль функционирования почвенной системы и их связь с твердофазными горизонтами и профилем. Стадии педогенеза и скорости ЭПП в идеальной модели.

Моногенетические модели педогенеза. Климатические модели монопедогенеза – идеализированные представления о зональных типах почв. Неклиматические модели. Антропо-техногенные модели педогенеза. География и взаимоналожение моногенетических моделей в современной педосфере.

Память почв – информционные функции почв в биосфере и литосфере. Палимпсестовая память почв и кор выветривания, отличие от книгоподобной памяти осадочных пород. Носители почвенной памяти. ЭПП как процессы записи и стирания информации в памяти почв. Вещественные типы и временные «слои» памяти и их расположение в иерархической структуре почвенной системы.

Почвенная система в разных масштабах времени. Соотношение функционирования, саморазвития и эволюции почв. Типы эволюции почв и их современная география. Полигенетичность реальных почв и моногенетичность зональных моделей педогенеза.

Почвообразование в геологической истории Земли. Вероятные судьбы почв и кор выветривания в реальных геологических обстановках. Развитие педогенеза в фанерозое. Теплые и холодные биосферы и возможные изменения педосферы в истории Земли. Мезо-кайнозойский тренд процессов выветривания и почвообразования и его вклад в плейстоцен-голоценовую педосферу.

Голоценовая (современная) педосфера Земли. Мелкоземистый ресурс современной педосферы, его генезис и география. Соотношение современных и унаследованных признаков в почвах разных климатических и геолого-геоморфологических областей. Две основных модели поведения почв и кор выветривания при изменениях климата.

Антропо-техногенный этап эволюции (деградации) голоценовой педосферы. Прямые и косвенные антропо-техногенные воздействия на почвы и почвенный покров. Функциональные и структурные, обратимые и необратимые, постепенные и катастрофические изменения. Скрытый (латентный) характер деградационных изменений почв и временные почвенные бомбы. Основы типизации антропо-техногенных изменений почв.

Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы. Почему почвоведение фундаментальная наука? Поверхностные оболочки планет земной группы и место почвы среди них. Почва и кора выветривания как биокосные инситные системы. Педогенез как поведение почвенной системы во времени – основные понятия. Правило Роде и универсальная сущность педогенеза. ЭПП как механизмы педогенеза. Характерные времена и глубины основных ЭПП. Идеальная модель педогенеза и основные этапы саморазвития почвы. Климатические и неклиматические модели саморазвития. Память почв, ее основные носители, типы и слои памяти. Саморазвитие и эволюция почв, типы эволюции, их география. Полигенетичность и моногенетичность почв. Педогенез в истории Земли, теплые и холодные биосферы и педосферы. Голоценовая педосфера Земли, соотношение унаследованных и современных характеристик. Антропо-техногенный этап эволюции голоценовой педосферы, типы воздействий и изменений почв.

Примерная тематика рефератов, курсовых работ. Соответствует тематике лекций.

Примерный перечень вопросов к зачету по всему курсу. Вопросы к зачету по всему курсу примерно соответствуют перечню контрольных вопросов в разделе II. 3 программы.

III. Распределение часов курса по темам и видам работ

Всего часов

Аудиторные занятия

Самостоятельная работа

В т. ч.

Лекции

Семинары

Практические занятия

24

12

-

-

-

Семинары проводятся после каждых 3 лекций в дополнительное время. Лекции читаются студентам V курса в 9 семестре.

IV. Форма итогового контроля – зачет

V. Учебно-методическое обеспечение курса

Литература

  1. Вернадский В.И. Размышления натуралиста. Пространство и время в неживой и живой природе. М. Наука. 1975. 173 с.
  2. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М. Наука. 1990. 261.
  3. Дмитриев Е.А. Что классифицирует классификация почв? Почвоведение. 1991. №2.
  4. Глазовская М.А. Общие закономерности географии почв земного шара. Вест. МГУ, сер геогр. 1966. № 5
  5. Ковда В.А. Биосфера, почвы и их использование. М. Наука. 1974. 128с
  6. Криволуцкий А.Е. Голубая планета. Земля среди планет – географический аспект. М. Мысль. 1984
  7. Полынов Б.Б. Кора выветривания. Л. Изд. АН СССР. 1934. 240с.
  8. Роде А.А. Генезис почв и современные процессы почвообразования. М. Наука. 1984. 254 с.
  9. Соколов И.А. Почвообразование и экзогенез. М. Почв. ин-т им. Докучаева. 1997.
  10. Таргульян В.О. Экзогенез и педогенез: расширение теоретической базы почвоведения. Вест. МГУ, сер 17, почвовед. 1983, № 3.
  11. Таргульян В.О. Планетарные экзогенные процессы и почвообразование. Изв. АН СССР. сер. геогр. 1985. № 6
  12. Таргульян В.О. Педосфера как поверхностно-планетарная оболочка. Почвоведение. 1986. № 12
  13. Таргульян В.О. ,Соколов И.А. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент. В кн. Математическое моделирование в экологии. М. Наука. 1978.
  14. Birkeland P.W. Soils and Geomorphology. Oxford Univ. Press. 1984. 372p.
  15. Retallack G.J. Soils of the Past. An introduction to paleopedology. Boston . Unwin Hyman . 1990. 368 p.

Рецензент: академик РАН, профессор Г.В.Добровольский

 
kolesnikova_vm.jpg