И все-таки, несмотря на периодическое «стирание» почв в истории Земли, современный почвенный покров представляет собой сложное гетерохронное (разновозрастное) образование. Это связано с тем, что катастрофические (по отношению к почвенному покрову) природные явления происходили на разных участках земной поверхности в разное время. Так, обширные платформы и древние пенеплены влажных тропических и экваториальных областей, не подвергшиеся четвертичным оледенениям и заметным тектоническим нарушениям, представляют собой территории, где стабилизированная литологическая основа существует с мезозойского и даже более древнего времени. Здесь развиты ферраллитные коры выветривания, на которых почвообразование идет, не прерываясь, многие сотни тысяч и миллионы лет. При этом биоклиматическая обстановка во многих случаях не претерпевала существенных изменений.
Почвенный покров современных бореальных и суббореальных лесных областей значительно моложе. Определяющим его возраст фактором стали плейстоценовые материковые оледенения, особенно их последние стадии, после которых поверхность покрылась плащом гляциальных и флювиогляциальных наносов и начался текущий (голоценовый) этап формирования почвенного покрова. Длительность его протекания в этих областях - не более 10-12 тыс. лет.
Почвенный покров внеледниковых территорий суббореального пояса, занятых современными лесостепными и степными ландшафтами, имеет больший возраст - десятки тысяч лет. Новейший этап формирования почв здесь начинался в большинстве случаев на лёссовых аккумуляциях или наносах, связанных с трансгрессией морей. Самый молодой почвенный покров (десятки, сотни лет, первые тысячи лет) характерен для свежих аллювиальных осадков (особенно на низких поймах), территорий, покрытых недавними вулканическими отложениями, а также для горных областей, где активно идущие денудационно-аккумулятивные процессы постоянно «возвращают» почвообразование на начальные стадии его развития.
Гетерохронность почвенного покрова обусловливает различия в его составе и строении, поскольку почвы, находящиеся на разных этапах развития, могут существенным образом различаться. В процессе направленной эволюции, при увеличении возраста своего развития почвы могут изменяться не только количественно (обогащение или обеднение веществами), но и качественно, неоднократно переходя, например, из одного подтипа и даже типа почв в другой. Поэтому для правильной оценки историко-хронологических факторов дифференциации почвенного покрова необходимо понимание закономерностей эволюции почв во времени. Основы эволюционно-исторического анализа почв и почвенного покрова заложены в положениях В.В. Докучаева о генетических связях между различными почвами, прогрессе и регрессе почв, об их устойчивости и изменчивости.
Одним из важнейших аспектов теории эволюции почв являются представления о связи развития почв с изменением факторов почвообразования. Практически любое изменение почв во времени обусловлено изменениями среды ее существования. При этом факторы почвообразования могут изменяться с различной быстротой, соизмеримой или несоизмеримой с возможной скоростью развития почв.
И.А. Соколовым и В.О. Таргульяном была произведена группировка свойств почв гумидных умеренных областей по примерной величине характерного времени. Из этих данных можно видеть, что почвы обладают как свойствами с очень малыми характерными временами - часы, сутки, месяцы (влажность, температура, состав почвенного поглощающего комплекса), так и свойствами с очень большим характерном временем - сотни тысяч и даже миллионы лет (образование зрелого минералогического профиля, выветривание кислых пород (полевых шпатов, кварца). Названные авторы сформулировали представление о «почве-памяти» и «почве-моменте».
Почва-память - это совокупность устойчивых и консервативных свойств почвенного профиля, являющихся результатом действия факторов и процессов в течение всего периода почвообразования.
Почва-момент - это совокупность динамических, лабильных свойств, являющихся результатом факторов и процессов, действующих в момент наблюдения почвы или вблизи него.
Развитие почв в биогеоморфологическом цикле происходит в том случае, когда ведущими в эволюции почв становятся изменения рельефа. Почвы, достигшие равновесия с данной комбинацией факторов почвообразования или стремящиеся к равновесию с ними, выводятся из этого достояния в силу изменения геоморфологической обстановки, и таким образом возникновения иной комбинации факторов почвообразования.
С.С. Неуструев доказал на основании анализа почвенного покрова разновозрастных террас степных рек выраженный в пространстве геоморфологический цикл эволюции почв - от солончаковых и солончаковатых почв поймы до луговых солонцов и остепеняющихся солонцов высоких террас.
В.А. Ковдой с соавторами была разработана концепция эволюции почв, которая исходит из того, что в пределах обширных территорий суши мира, представленных гляциальными, флювиогляциальными и аллювиальными равнинами, наиболее универсальной закономерностью послеледникового развития земной поверхности было ее медленное поднятие, сопровождающееся образованием постепенно повышающихся систем террас или постепенно углубляющихся систем долин. При этом происходило понижение уровня грунтовых вод и последовательное обсыхание почвенного покрова. В этой связи считается, что большинство почв великих равнин суши Земли прошли в прошлом гидроморфный этап развития, а полный эволюционный ряд таких почв представлен несколькими историко-генетическими стадиями.
Развитие стадий почвообразования в геоморфологическом цикле осуществляется с различной скоростью и имеет качественные отличия в разнообразных биоклиматических условиях.
Биоклиматический цикл развития почв связан с изменениями климатических условий и сдвигом границ растительных и почвенных зон. Почвенный процесс видоизменяется вслед за эволюцией биоклиматической обстановки, что приводит к преобразованиям в строении почвенного профиля.
Универсальное значение направленному биоклиматическому циклу развития почв придавал В.Р. Вильямс. Им была выдвинута теория «единого почвообразовательного процесса», согласно которой все почвы равнин прошли в своем развитии ряд стадий, обусловленных изменениями положения полюсов Земли и соответственно термических зон. Эволюция почв шла, по В.Р. Вильямсу, в следующем направлении: от наиболее молодых - тундровых, через подзолистые, болотные к все более древним - черноземным, далее к сухостепным, солонцовым и солончаковым почвам. Предполагается, что одна и та же почва (как физическое тело) проходит через все названные стадии. Однако эта гипотеза была слишком абстрактной, умозрительной, она не подтвердилась последующими исследованиями.
Позднее были предложены более обоснованные схемы биоклиматической эволюции почв регионального характера.
Так, согласно схеме В.О. Таргульяна и A.JI. Александровского, почвообразование на суглинистых породах в пределах южной тайги Русской равнины претерпело в голоцене (последние 10-12 тыс. лет) следующие изменения. В позднеледниковье формировались слабо дифференцированные почвы с признаками гидроморфизма и солифлюкционных деформаций, в раннем голоцене развивались процессы гумусонакопления, оглеения и выщелачивания, отличавшиеся малой интенсивностью; позднее - в теплый и влажный раннеатлантический период - произошла глубокая текстурно-химическая дифференциация почвенных профилей; в позднеатлантическое время из-за увеличения засушливости климата проявилась стадия темноцветного лугово-степного почвообразования и в последней трети голоцена в связи с похолоданием климата протекали деградация темноцветного горизонта, кислотный гидролиз и элювиально-глеевый процесс.
В работах, посвященных истории голоценового почвообразования в степных областях Русской равнины (В.П. Золотун, 1974, И.В. Иванов, 1991 и др.), выявлено направленное возрастание мощности гумусового горизонта и увеличение глубины залегания карбонатов в черноземах на протяжении последних 4000-5000 лет, что трактуется как результат смены климатических условий - повышения увлажненности, происходившего на рубеже суббореального и субатлантического периодов голоцена (около 2800 лет назад).
Каждый из рассмотренных циклов (биологический, геоморфологический, биоклиматический) может быть ведущим в процессе развития почв на том или ином участке земной поверхности. Но нередко в природе почвенный покров одновременно эволюционирует в нескольких поступательных циклах изменения почв, как бы «вложенных» один в другой и вызывающих сложный суммарный эффект. В зависимости от соотношения стадий почвообразования, совпадения или несовпадения их направленности в процессе эволюции почв, те или иные почвенные свойства при переходе от одной стадии к другой могут либо усиливаться, либо ослабевать, либо исчезать вовсе, замещаясь на новообразованные.
В соответствии с тем, какой тип эволюции определяет развитие почвенного покрова во времени, свойства составляющих его почв могут в большей или меньшей степени соответствовать современным факторам почвообразования. Если почвенный покров относительно молод и формировался в условиях практически неизменной или медленно изменяющейся географической среды, то, как правило, свойства почв в полной мере отражают современную биоклиматическую и тополитологическую обстановку. В этом случае почвенный покров, по образному выражению В.В. Докучаева, представляет собой именно «зеркало ландшафта» (существующего в данный момент).
Но на значительных пространствах земной поверхности почвенный покров имеет длительную и сложную историю, он развивался при многократных сменах климата, биоценозов, геоморфологических и гидрогеологических условий. В таких ситуациях в почвах могут сохраняться черты, не объяснимые современными факторами почвообразования и свидетельствующие об иных фазах развития почв, связанных с иной в прошлом географической обстановкой. Такие унаследованные от былых этапов почвообразования свойства почв называются реликтовыми, а почвы, включающие их, - полигенетичными.
Учитывая сказанное, о многообразии путей эволюции почв и сложном сочетании эволюционных циклов на различных участках суши Земли, можно выделить несколько основных типов почвенно-генетических регионов суши мира, характеризующихся определенным возрастом почвенного покрова, уровнем его устойчивости и характером изменения почв во времени.
1. Горные области с молодым и постоянно возобновляющимся почвенным покровом. В их пределах широко распространены почвы первой фазы развития (т.е. фазы образования почв из горной породы) - первичные почвы и почвоэлювии. Быстрое развитие рельефа приводит к частому обновлению почвенного покрова и уничтожению биоклиматических и иных реликтовых черт.
2. Молодые моренные ледниковые равнины с почвенным покровом, имеющим возраст 3-10 тыс. лет, с локальным распространением почв, прошедших гидроморфную стадию.
3. Древние ледниковые равнины с почвами, сохранившими следы перигляциального режима и последующих биоклиматических изменений.
4. Аккумулятивные внеледниковые возвышенные равнины, сложенные лёссами и лёссовидными породами, с относительно более древними почвами. Вероятное эоловое происхождение исключает на большей части этих равнин предшествующую гидроморфную стадию развития почв. Эволюция почв связана с биоклиматическими циклами и с погребением почв новыми эоловыми осадками.
5. Низменные аккумулятивные внеледниковые (флювиогляциальные, озерные, аллювиальные) равнины, пережившие в четвертичное время аквальную и супераквальную стадии развития, с почвами, сохранившими в той или иной мере черты прежнего гидроморфного режима. Эволюция почв этих территорий обусловлена в значительной мере биогеоморфологическим циклом развития: разновозрастные элементы рельефа представляют эволюционный ряд почв от гидроморфных к палео- и протерогидроморфным.
7. Низменные молодые приморские равнины с молодыми почвами, развивающимися в биологическом и биогеоморфологическом циклах.
8. Молодые эоловые песчаные равнины с малоразвитыми и неразвитыми почвами, эволюционирующими в биологическом цикле.
9. Пластовые и денудационные равнины, не испытавшие в четвертичное время существенных тектонических движений, с сохранившимися мезозойскими и палеоген-неогеновыми корами выветривания. Неоднократные изменения климата, смещения зон и связанные с ними биоклиматические циклы изменения почв определили на значительных пространствах наличие в почвах реликтовых черт, унаследованных от иных биоклиматических условий.
5. Структура почвенного покрова
Исходя из всего сказанного об основных закономерностях географии почв, можно заключить, что почвенный покров Земли - это многофакторное образование, сложно отражающее в своем строении разнообразные особенности географической среды.
Состав, конфигурация и положение относительно друг друга компонентов почвенного покрова характеризуют его структуру. В настоящее время сформированы представления о мега-, макро-, мезо- и микроструктурах почвенного покрова, которые образованы территориальными почвенными единицами различной крупности, имеющими протяженность от тысяч километров до десятков метров.