Антропогенно-измененные и антропогенные почвы в основных отечественных и зарубежных классификациях

По мере развития почвоведения и технократической цивилизации в XX в. отечественные исследователи все чаще стали обращать внимание на необходимость изучения антропогенных изменений в почвах и почвенном покрове.

На начальном этапе изучения умеренно и сильно трансформированных человеком почв они классифицировались отдельно от остальных, как некоторое редкое исключение, они рассматривались как точечные объекты в целостном природном почвенном покрове. С другой стороны, небольшие антропогенные изменения, не нарушающие строения профиля, не принимались во внимание в классификационном поле, т.к. считались незначимыми на фоне процессов естественного почвообразования.

По мере накопления знаний, в частности, знаний о почвах, подвергающихся сельскохозяйственной обработке, появилась необходимость отразить их особенности в классификациях.

Так, в «Классификацию и диагностику почв СССР» 1977 г. были введены агрикультурные подтипы (освоенные, окультуренные в разной степени) в типе серых лесных почв и как антропогенно-преобразованные аналоги подтипа дерново-подзолистых почв. В профиле почв, используемых в земледелии, среди горизонтов выделяется пахотный горизонт1 (Апах). Для дерново-подзолистых и подзолистых почв с высокой степенью окультуренности предусмотрен отдельный тип подзолистых культурных почв с профилем Апах - А, - (А2) - В - С. Они характеризуются наличием темно-серого хорошо оструктуренного пахотного горизонта, который сменяется более светлым, чем пахотный, горизонтом А,. Элювиальный горизонт (А2) отсутствует или имеет малую мощность. Увеличение в культурных подзолистых почвах количества гумуса, по сравнению с исходными, и его подвижность, как характерные агрогенные элементы, проявляются не только в пахотном, но и в иллювиальном горизонте, где отмечается прокрашенность верхней части гумусом и серые тона окраски кутан (глинисто-гумусовые кутаны или агрикутаны).

Однако в случаях с менее яркой морфологической выраженностью антропогенных трансформаций в южных почвах для них все же предусмотрены более низкие классификационные уровни. Так, в коричневых почвах на уровне рода отмечается степень окультуренности. Также на уровне родов фиксируются следы древнего орошения в пустынных почвах.

Солонцы разделяются на уровне рода по культурному состоянию на: слабо освоенные, освоенные, преобразованные, глубоко преобразованные.

Современные орошаемые почвы отнесены к отдельным типам (орошаемые сероземы, орошаемые лугово-сероземные почвы, орошаемые бурые почвы полупустынной зоны, орошаемые такыровидные почвы пустынной зоны и др.), гак же как и мелиорированные почвы верховых и низинных болот (торфяные верховые освоенные почвы, торфяные низинные освоенные почвы). В случаях таких коренных мелиораций, как оро-

Названия и индексация гориюнтов здесь и далее в главе приводится по первоисточникам.

шение и осушение, происходит резкое изменение условий почвообразования, что, в соответствии с принципами рассматриваемой Классификации, предполагает введение классов самого высокого уровня, т.е. типов.

Для почв на переотложенных и антропогенных субстратах, имеющих мощность более 30 см, предусмотрена отдельная группа (без определенной таксономической категории) в Приложении №3 «Классификации. ..», что, вместе со шкалами для описания обилия антропогенных включений в почвенной массе и ряда других «природных» характеристик, обеспечивает возможность описания таких почв. Следует подчеркнуть, что речь идет об описании, а не о классификации, поскольку в рассматриваемой системе еще не были образованы соответствующие классы.

В конце XX - начале XXI вв., когда антропогенно-измененным почвам стали придавать большее значение, в ряде классификационных систем были выделены почвы только со значительными изменениями морфологических свойств. Большая часть почв, подвергшихся прямому или косвенному воздействию человека, по-прежнему относится специалистами разных стран к естественным. В некоторых классификациях на уровне высших таксономических единиц выделяют отдельную группу «Антресоли» (или «Антропосоли») для сильно измененных почв. Рассмотрим положение антропогенных и антропогенно измененных почв в наиболее известных классификационных системах[VI].

¦ ¦ ¦

В «системе ФАО», известной первоначально как легенда к Почвенной карте мира - Legend to the Soil Map of the World, FAO\UNESCO,

были сразу выделены Антросоли на самом высоком уровне (см. Приложение). Система подвергалась различным изменениям, начиная с 1968 г., и издавалась несколько раз как «Пересмотренная легенда...» (Soil Map of the World, Revised Legend) в 1989, 1990,1994 гг. Антросоли представляли почвы, в которых деятельность человека отразилась в глубокой модификации или погребении исходных почвенных горизонтов путем удаления или нарушения поверхностных горизонтов, выемок грунта или их заполнения, регулярного многовекового внесения органических субстратов, длительного орошения. В соответствии с таким общим, в значительной мере факторным подходом, Антросоли разделялись на 4 единицы:

Ариковые - с глубокой вспашкой и фрагментами диагностических горизонтов.

Кумуликовые - с аккумуляцией преимущественно минерального материала на поверхности в результате длительного орошения либо внесения землистых материалов.

Фимиковые - при внесении органического субстрата (навоза). Урбиковые - в качестве самостоятельной почвенной единицы в городах и на строительных и горнодобывающих предприятиях.

С течением времени, в ходе трансформации системы FAO\UNESCO в систему WRB, больше внимания стало уделяться характеру сформированных теми же механизмами горизонтов, и разделение Антросолей слегка изменилось.

¦ ¦ ¦

В последнем варианте международной классификации WRB (World Reference Base for Soil Resources - Мировая Реферативная База почвенных ресурсов, 1998f под Антресолями также понимают лишь почвы, сильно трансформированные или созданные в результате сельскохозяйственных мероприятий и диагностируемые по одному из антропогенных горизонтов (см. Приложение).

Антропогенные диагностические горизонты имеют мощность более 50 см и делятся на:

хортиковый (hortic) - садовый, глубокой культивации, иррагриковый (irragric) - ирригационный пахотный, терриковый (terric) - привнесенный минеральный или компостный, плаггиковый (plaggic) - песчано-грубоорганический (см. главу 5, почвы «Плагген»),

антраквиковый (anthraquic) и подстилающий его «гидрагриковый» (hydragric), появляющиеся при выращивании риса в условиях периодического затопления (см. главу 5).

Все перечисленные диагностические горизонты называются ант- ропедогенными и образуются в результате различных видов агри- I культурной деятельности человека - глубокой обработки, внесе- j/jL ния больших доз удобрений (в основном органических), добавле- W ния чужеродных органических и минеральных субстратов, ирригации или выращивания риса. В соответствии с присутствием того [VII]

j[\ или иного диагностического горизонта, выступающего в качестве gt;7/ квалификатора (критерия) для следующего таксономического уров- жу ня, выделено 5 подгрупп Антросолей, сохранивших названия этих ^ горизонтов.

По сравнению с системой ФАО исключены Урбиковые Антросоли, подробнее разделены Антросоли с глубокой обработкой и привно- сом субстрата, введены рисовые почвы. Антросоли системы ФАО более широко известны в России, чем последние перечисленные выше их производные.

Для подразделения Антросолей на более низком (третьем) уровне в системе WRJB используют не только квалификаторы, означающие антро- педогенные свойства, но и квалификаторы, употребляющиеся для характеристики природных почвенных свойств и погребенных естественных горизонтов (например: глеик - Gleyic, ферралик - Ferralic, лювик - Luvic и др.).

Большинство собственно пахотных почв, в которых антропогенные воздействия морфологически проявляются только в образовании пахотного горизонта, включено в соответствующие категории природных почв. Это объясняется следующим образом. Поскольку главным классификационным критерием являются диагностические горизонты, то в диагностике верхних горизонтов предусматривается возможность их идентификации независимо от того, распаханы они или нет. С этой целью в диагностике горизонтов ochric, mollic и umbric a priori предполагается перемешивание до глубины 18 см (т.е. в соответствии со средней глубиной вспашки), снижены требования к структуре и содержанию гумуса, ориентируясь на пахотные почвы. В результате название горизонта оказывается одинаковым для природных и для пахотных почв, следовательно, в названии почвы, идентифицируемой по горизонту, не присутствует ее пахотная составляющая. Отсюда следует очевидный вывод, что обычные пахотные почвы оказываются вне классификационного пространства.

Техногенные и городские почвы входят, согласно WRB, в группу слаборазвитых литогенных почв на рыхлых породах - Регосолей (Regosols), включающую слаборазвитые почвы, как на природных, так и на антропогенных субстратах. Среди описанных в классификации типов диагностических материалов, т.е. материнских пород, на которых могут образоваться Регосоли (например, сульфидный, аллювиальный или кальциевый) присутствуют «антропогеоморфные почвенные материалы»: урбик (urbic) - городские, гарбик (garbic) - бытового мусора,

сполик (spolic) - отходы промышленных и горно-добывающих предприятий,

редуктык (reductic) - с текущими восстановительными процессами,

арык (aric) - земледельческие.

С помощью этих квалификаторов и квалификатора «антропик» (для групп естественных почв) отражается все разнообразие антропогенно-измененных и антропогенных почв. Для разрабатываемого в настоящее время более детального разделения почв - «третьего уровня» используются квалификаторы, употребляющиеся для характеристики природных свойств почв.1

¦ ¦ ¦

Классификация FAO/WRB широко использовала разработки Почвенной Службы США, полученные в процессе создания (в 1951-1999 гг.) национальной классификационной системы «Таксономии Почв» - Soil Taxonomy, 1975 (ST), принятой для использования в США и рекомендуемой для других стран (русский перевод «Ключи к таксономии почв», США, 1997)[VIII] [IX].

Большинство измененных человеком почв рассматривается в классах ST вместе с природными, так же как и в системах FAO и WRB. Однако, в отличие от международной, в американскую систему пока не включены сильно измененные почвы, отчасти потому, что в США нет почв давней культуры земледелия, и, следовательно, нет почв, сформированных в течение столетий, таких, как почвы «плагген» Северной Европы или почвы древних оазисов на Востоке.

Почвоведы Соединенных Штатов обсуждают возможность выделения отдельного, тринадцатого по счету, порядка (единица высшего таксономического уровня) антропогенных почв - «Антросолей», который объединил бы все антропогенные, антропогенно-сильноизмененные почвы и техногенные почвоподобные тела. В современном варианте классификации США большинство объектов такого рода классифицируется в порядках Энтисолей, Сподосолей и Улыписолей (на уровне Подгрупп)

Аридисолей (на уровне Больших почвенных групп) и Инсептисолей (на уровне Подпорядков и Больших почвенных групп), как модификации природных почв (см. Приложение).

Число диагностических горизонтов меньше. Среди поверхностных горизонтов антропогенным является горизонт «антропик», имеющий явные признаки деятельности человека и повышенное содержание фосфора и «плагген». Вместе с тем, в системе имеется подповерхностный иллювиальный горизонт, измененный антропогенным воздействием - «аг- рык», содержащий значительные количества иллювиированного ила, пыли, гумуса в виде агрикутан. Он образуется под пахотным горизонтом в почвах влажного умеренного климата или с промывным водным режимом, но, по мнению американских почвоведов, не встречается в США. Отметим, что в «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) аналогичные признаки отмечены для культурных подзолистых почв. Также выделяется подповерхностный горизонт «сулъфурик» с мощностью более 15 см, минеральный или органический, сильнокислый: pH ниже 3,5 за счет серной кислоты. Горизонт диагностируется по яркожелтому цвету ярозита, в виде прожилок и пятен. Горизонт присутствует как в естественных почвах (кислых сульфатных маршевых), так и в антропогенных, где он образован с связи с осушением сульфидсодержащих почв, а также окислением сульфидов при горных разработках, строительстве дорог, прочистке русел. Таким образом, сульфуриковый горизонт образуется в результате дренажа и последующего окисления серосодержащего или органического материала, или в местах, где на поверхности появляется серосодержащая порода в результате вскрытия при горных разработках, намывных или других земляных работ (см. главу 7). Такие горизонты, как правило, неблагоприятны для растений.

¦ ¦ ¦

Несколько иным подходом отличается Классификация почв ФРГ (1994) (см. Приложение), где антропогенно-измененные почвы составляют большую долю в почвенном покрове. В основе систематизации силь- ноизмененных техногенных и урбогенных почв лежит классификация насыпного материала - материнской породы для вновь образующейся почвы. Такие образования считаются почвами в докучаевском смысле, т.е. естественно-историческими телами, сформировавшимися под влиянием природных факторов почвообразования и равноправного антропогенного фактора. Подразумевается, что профиль подобных почв слабо развит вследствие недостаточности времени, прошедшего от начала почвообразования. Они отнесены в группу Регосолей, аналогичную Regosols в WRB. Совсем молодые маломощные почвы (поверхностный гумусовоаккумулятивный горизонт мощностью до 5 см) названы Сироземами (Syrozem) - от русских слов «сырая» (незрелая) и «земля» (почва). И Ре- госоли, и Сироземы включены в группу типов на отложенном субстрате (Депосоли), которая, в свою очередь, относится к большому классу Урби- ковых Антросолей, куда входят также и почвы, полученные глубоким перемешиванием, садовые почвы, почвы кладбищ, почвы свалок, скальпированные, запечатанные дорожными покрытиями и химически загрязненные почвы. Вероятно, все эти почвы отнесены к Урбиковым, то есть городским, в связи с тем, что урбанизированность территории Германии, особенно западных и северных районов, так велика, что все участки техногенной трансформации почв (горнодобывающие и промышленные предприятия, свалки, кладбища, хранилища промышленных отходов) фактически находятся внутри мегаполисов. Антропогенные и антропогенно-преобразованные агрикультурные почвы классифицируются в классе Антросолей как распаханные варианты естественных почв.

¦ ¦ ¦

Для описания антропогенно-измененных почв в Классификационной системе Франции (Referentielpedologique, 1995)[ существует Главная Общность Эталонов - Антропосоли. Антропосоли - это почвы, полностью трансформированные человеком путем привноса искусственных материалов и перемещения масс грунта или сильно измененные естественные почвы, исходный профиль которых становится нераспознаваем или погребен. Переработанность в таких почвах должна распространяться как минимум на 40-50 см (ниже глубины вспашки) и глубже. В Главную Общность входят Трансформированные Антропосоли (с сильно измененным профилем), Искусственные Антропосоли (созданные человеческой деятельностью на отвалах шахт, шлаках, бытовом мусоре и т.д.), Реконструированные Антропосоли (городские и пригородные почвы, полученные путем перемещения почвенного материала).

Для более детальной характеристики Антропосолей используются квалификаторы, уточняющие характер антропогенных преобразований и их влияние на почвенные свойства, например садовый, изрытый, унавоженный, ирригационный, уплотненный, загрязненный и др. Квалификаторы не имеют иерархии и добавляются в произвольном порядке. Для [X]

Реконструированных Антропосолей используется квалификатор «происходящий из...», поскольку известно, что материал, на котором они образуются, имеет почвенное происхождение.

Совсем молодые почвы на рыхлых и плотных естественных породах, обнажение которых произошло в результате человеческой деятельности (например, на дне карьера), описываются как Регосоли антропогенные.

Для отделения пахотных почв от нераспаханных введен диагностический пахотный горизонт (L). Для пахотных почв используются квалификаторы агроуплотненный, агриковый (указание на повышенное кута- нообразование в подпахотных горизонтах), мелиорированный (для химически мелиорированных почв).

¦ ¦ ¦

В Классификации почв Китая 1994 г. антропогенные почвы рассматриваются в единой системе с природными, и все антропогенные почвы объединены в порядок Антросолей. В новой классификации 2001 г., разрабатываемой китайскими почвоведами в соответствии с принципами WRB и Soil Taxonomy, и названной «Китайской почвенной таксономией», антропогенным почвам уделено много внимания, даже больше, чем в исходных системах. Как и в системах FAO\WRB, на самом высоком уровне выделены антропогенные почвы - Anthrosols, включающие в себя только агрогенные, по наличию в них диагностических «антропогенных эпипедонов»1. Они охарактеризованы подробнее, и им даны несколько иные названия, чем в международной системе.

Агроирригационный горизонт (irragric), являющийся тоже результатом длительного орошения мутными водами, назван заиленным или Пашковым (siltigic). Он имеет мощность более 50 см и содержание гумуса от 0,3% в верхней части до 0,2% в нижней, слабо различимую остаточную слоистость при высокой однородности всех морфологических и химических свойств. Подробно рассмотрены механизмы аккумуляции тонких частиц - наилков, которые могут осаждаться из ирригационных вод или накапливаться в искусственных водоемах и использоваться впоследствии для удобрения. В первом случае ежегодно должно накапливаться не менее 0,5 см тонких частиц, во втором - 10 см. Обязательно присутствие артефактов, и не обязательно - следов деятельности почвенной мезофауны.

Сравнение перечисленных признаков с критериями горизонта irragric в WRB показывает специфику условий орошения на Великих аллювиальных равнинах Восточного Китая. [XI]

Особенности китайского земледелия учтены и в определении кумулятивного горизонта насыпных почв (cumulic). Ему также задается повышенная мощность (50 см вместо 30 см у его аналога в WRB) и низкое содержание гумуса - около 0,3%; кроме того, принимается во внимание характер насыпного субстрата: из соседних гидроморфных или автомор- фных почв, т.е. с признаками оглеения или без них.

Европейский горизонт «плагген» (см. главу 5), с узким спектром свойств и строго определенным способом образования, заменен горизонтом «фимик»[XII] - собственно огородным с «очень зрелым гумусом», вероятно, близким садовой земле, сильно окультуренным, орошаемым, интенсивно переработанным дождевыми червями. Все перечисленные свойства, как и высокое содержание фосфора, являются результатом внесения разных органических веществ (отходов, отбросов, навоза, пожнивных остатков) и очень тщательной обработки.

Четвертый антропогенный эпипедон китайской классификации - верхний горизонт рисовых почв (см. главу 5), включает собственно пахотный, точнее, обработанный или особым образом размятый (puddling) и плужную подошву. В определении горизонта учтены приемы и время обработки, гидротермический режим, даны количественные параметры цвета и плотности. Горизонт назван «антростагниковым», а его водный режим - антроаквиковым или антростагниковым.

Таким образом, выделенные в китайской классификации верхние пахотные горизонты Антросолей в основном повторяют горизонты международной классификации, но отличаются более конкретными и детальными характеристиками, учитывающими многовековой опыт трудолюбивых китайских земледельцев. По-видимому, китайским вариантам горизонтов для того и даны несколько иные названия, чтобы отличить их от почти аналогов системы WRB.

Интересно выделение подпочвенных горизонтов в китайской классификации: среди 22 горизонтов 2 представляют собой антропогенно- модифицированные варианты природных. Как и в американской «Таксономии Почв», имеется горизонт «агрик» с аналогичной диагностикой. Вторым горизонтом является срединный горизонт рисовых почв - «гид- рагрик», близкий аналогичному горизонту (подгоризонту?) европейских систем, но определенный там недостаточно ясно.

Прекрасное знание рисовых почв, формирующихся в широком спектре почвенно-климатических условий, позволил китайским почвоведам во-первых, разделить верхний стагниковый и нижний гидраргиковый горизонты, во-вторых, дать новое и четкое определение последнего. Своеобразным диагностическим свойством горизонта является присутствие новообразований гидроксидов марганца в ряду признаков глеевой мобилизации и миграции железа и марганца.

Кроме Антросолей в последней китайской классификации на более низких уровнях выделены почвы с антропогенными признаками, например, Антростагниковые Ферральсоли (ферралитные почвы, трансформирующиеся в рисовые почвы).

¦ ¦ ¦

В Австралийской почвенной классификации (Isbell, 1996) выделяется порядок Антропосолей. Почвенные разности, составляющие этот порядок, соответствуют почвам групп Антросолей и Регосолей в WRB.

¦ ¦ ¦

В национальных классификациях некоторых стран ярко отражается специфика природных условий и сельского хозяйства. Так, среди антропогенных почв Нидерландов (De Bakker; 1979) подробно описаны и классифицированы различные торфяные и оторфованные мелиорированные почвенные разности и почвы плагген. В классификации почв Японии (1986) различные разности рисовых почв занимают высокое классификационное положение и рассматриваются подробно.