Изменение интенсивности роста кукурузы в зависимости от температуры (но Г.Люндегорду, 1937)
Зоны роста | Интенсивность роста, мм | Интервалы температур, °С |
Пессимум | 0-4 | 4-19 39^t8 |
Оптимум | 4-10 | 19-26 34-39 |
Экстремум (максимум) | 10-12,5 | 26-30 30-34 |
использовать прямолинейные участки восходящей и нисходящей линии кривой. Диапазон оптимума ограничен сверху и снизу перегибами кривой (интенсивность роста 4-10 мм). Такая интенсивность роста наблюдается в диапазонах температур 19-26 °С (восходящий участок) и 34-39 °С (нисходящий участок). Ниже оптимума располагается диапазон минимума или пессимума для организма с наименьшей интенсивностью роста 0—4 мм, которая наблюдается в диапазонах температур 4-19 и 39-48 °С. Выше оптимума находится диапазон максимума (предел возможностей организма) с максимальной интенсивностью роста 10-12,5 мм, которая наблюдается в диапазонах температур 26-30 и 30-34 °С, то есть в интервале температур 26-34 °С.
Для большей наглядности можно сложить колоколовидную кривую вдвое по центральной оси и получить одну (сдвоенную) S-образную кривую (рис. 8). Тогда верхний конец этой кривой будет в точке максимума, а два нижние конца - в точках минимума. Средняя прямолинейная часть отрезка кривой будет характеризовать температурный оптимум данного организма, нижняя - зону пессимума, а верхняя - зону максимума.
Такое расположение фактора и реакции организма выгодно тем, что позволяет преобразовать количественные значения любого фактора в безразмерную величину, независимо от единиц измерения. Для преобразования нужно установить в эксперименте верхние и нижние границы диапазона значений конкретного фактора, соответствующие оптимальному состоянию тестируемого биологического объекта. Ниже этого диапазона будет зона пессимума, а выше - зона максимума. Несколько безразмерных величин (факторов) несложно интегрировать в один общий показатель, управляющий механизмом функционирования организма,
сообщества, экосистемы путем ускорения или замедления скорости функционирования.
Попытки сложить разнокачественные величины предпринимались многократно. Известные гидротермические коэффициенты Иванова, Селянинова, Будыко и др. рассчитываются на основе многолетних данных по осадкам, температуре, испаряемости для сравнения биоклиматических условий крупных географических регионов. Они применяются для оценки пространственных различий регионального и глобального масштаба. Для контроля динамики и ритмики суточных, сезонных и многолетних фаз развития экосистем их явно недостаточно.
В данной работе мы попытались совместить два главных фактора среды: температуру и влажность почвы в единый показатель, контролирующий функцию экосистемы (ГТА). Он ускоряет или замедляет функции организма, сообщества, экосистемы как акселератор автомобиля регулирует обороты двигателя и скорость движения.
Ниже изложена методика интеграции температуры и влажности почвы в единый гидротермический показатель (ГТА), на основе экспериментальных данных Забайкальского мерзлотного стационара ИАП АН СССР, Читинская обл. Для каждого региона нужно экспериментально подбирать свои границы диапазона оптимума, но принцип интеграции универсален.
В основе метода интегрирования разнокачественных величин лежит утверждение о том, что для каждого организма (сообщества, экосистемы) существует определенная амплитуда колебания каждого фактора (диапазон функционирования). Амплитуду можно разделить на три диапазона (минимум, оптимум и максимум). Это дает возможность сложить амплитуды всех факторов как безразмерные величины в один жгут, независимо от единиц измерения. Все возможные сочетания двух факторов по трем диапазонам можно ранжировать на основе реакции организма как единый гидротермический показатель.
В диапазоне оптимума окажутся значения факторов, при которых организм развивается нормально в соответствии с генетической программой онтогенеза. В диапазон максимума попадут значения факторов, обеспечивающие максимум реакции организма до предела его возможностей. В диапазоне пессимума локализуются значения факторов, при которых организм испытывает стресс, торможение физиологических процессов вплоть до анабиоза.
В природной обстановке наблюдается постоянная смена сочетаний факторов среды, как в пространстве, так и во времени. Идеальным для каждого организма следует считать сочетание
Таблица 4.2 Биологически значимые диапазоны температуры и влажности почвы
Индекс диапазонов | Границы диапазонов | ||
Температура | Влажность | ||
°С | %НВ | мм в слое 0-50 см | |
<4 | <20 | <50 | |
4-9 | 20-40 | 50-100 | |
9-14 | 40-60 | 200-150 | |
14-18 | 60-80 | 150-200 | |
>18 | >80 | >200 |
всех факторов в диапазоне оптимума данного организма. Отклонение значений любого фактора в диапазон максимума увеличивает активность организма или его позитивную реакцию на изменение данного фактора среды до предела биологических возможностей. Изменение значений любого фактора в сторону минимума или переход в зону стресса (пессимума) сопровождается снижением активности организма или увеличением его негативной реакции на изменение данного фактора среды до полного анабиоза. Трудно оценить ситуацию, когда один фактор отклоняется в зону максимума, а другой в сторону минимума. Кроме того, для оценки и прогноза реакции сообщества и экосистемы на изменения факторов среды надо установить влияние всех факторов на всю совокупность биоты данной экосистемы. Важно сопоставлять интегральные показатели условий среды и состояния биоты. Такие сопоставления позволят изучить механизм функционирования природных экосистем и его реакции на внешние воздействия, разработать теорию управления этим сложным механизмом для пользы человеку и без вреда природе.
Для травянистых, лесных и аграрных экосистем Восточного Забайкалья были установлены следующие 5 диапазонов температуры и влажности почв, соответствующие разной степени активности почвенной биоты, измеренной различными полевыми и лабораторными методами (табл. 4.2).
Температура ниже 4 °С отнесена к зоне анабиоза, где интенсивность функционирования почвы равна нулю. Диапазон 4-9 °С отнесен к зоне минимума, диапазон 9-14 °С - к зоне нижнего оптимума, 14-18 °С - к зоне верхнего оптимума. А температура выше 18 °С находится в зоне максимума, где биота проявляет максимальную для данного региона активность.
Влажность выражается двумя способами: в % полной влаго-емкости (ПВ) и в мм водного столба для слоя 0-50 см. К зоне анабиоза относятся значения влажности ниже 20% ПВ и 50 мм водного столба. К зоне минимума соответственно 20-40% ПВ и 50-100 мм, к зоне нижнего оптимума: 40-60% ПВ и 100-150 мм; к зоне верхнего оптимума: 60-80% ПВ и 150-200 мм. Влажность выше 80% ПВ и 200 мм относится к зоне максимума, где биота проявляет максимальную активность. Влажность 60% ПВ означает НВ - наименьшую влагоемкость почвы, при которой достигается наиболее благоприятное для биоты сочетание влаги и кислорода воздуха.
Для простоты изложения существа предлагаемого метода мы оперируем средними многолетними данными температуры и влажности почвы в верхнем горизонте почвы 20 см годового цикла с декадным усреднением, которые изображаем в форме кривых хода температуры и влажности в течение вегетационного сезона. На ось ординат графика годового хода температуры или влажности почвы наносим метки верхней и нижней границы диапазона оптимума. Из этих точек параллельно оси абсцисс проводим горизонтальные линии, которые пересекаются с кривыми хода температуры или влажности почвы. Из точек пересечения опускаем перпендикуляры на ось абсцисс и получаем даты пребывания почвы в каждом из трех диапазонов температуры и влажности (оптимум, минимум, максимум). Результатом этой операции стали календари смены биологически значимых диапазонов температуры и влажности почвы.
Следующая операция сводится к сложению двух календарей смены во времени температуры и влажности почвы в единый календарь смены гидротермических диапазонов в течение вегетационного периода. Для других отрезков времени (сутки, год, многолетний климатический цикл) необходимо построить соответствующие градиентные шкалы сочетания трех диапазонов температуры с тремя диапазонами влажности почвы по нарастанию стимулирующего действия на экосистему. На основе шкалы можно построить календарь смены гидротермических диапазонов, который покажет, в какие отрезки времени данная экосистема находилась в условиях гидротермического оптимума, максимума и пессимума. Сопоставление с фазами развития позволит определить причины повышения или понижения продуктивности экосистемы. Накопив такой опыт, можно довольно точно предвидеть будущую урожайность на основе метеорологических прогнозов.
Ниже приведены графики годового хода гидротермического акселератора метаболизма (ГТА) в травянистых (рис. 9) и лесных экосистемах (рис. 10) для двух контрастных лет: сухих (а) и влаж-
Рис 9. Гидротермический акселератор метаболизма луговых экосистем Забайкалья.
Условные обозначения. Наблюдательные площадки: 1 - злаково-разнотравный луг на пологом СВ склоне; 3 - пашня там же; 4 -степные ассоциации южного склона, а - сухой год, б - влажный год
Рис. 10. Гидротермический акселератор метаболизма лесных экосистем Забайкалья.
Условные обозначения. Наблюдательные площадки: 2 - березняк, северо-восточный склон; 7 - березняк, вершина водораздела; 5 - березняк, северный склон; а - сухой год, б -влажный год
ных (б). Эти годы также резко отличались по биологической активности почв и продуктивности фитоценозов.
В сухие годы гидротермические условия были менее благоприятными, чем во влажные. Особенно заметно это проявилось в лесных экосистемах, расположенных на склонах северной экспозиции (точки 2а, 5а), где ГТА не превышал 2 балла. Исключе-
ние составила одна неделя в конце июня-начале июля, когда ГТА достиг 5 баллов. За эту неделю буквально на глазах исчез довольно мощный слой опада березовой листвы благодаря резкому увеличению биологической активности почвы. В лесной экосистеме на водоразделе (точка 7а) такой период продолжался больше месяца (20.06.72-25.07.72). В почвах безлесных экосистем ГТА был более благоприятным, чем в лесных. В почвах луговой экосистемы северного склона (т. 1а), ГТА был таким же как в лесных экосистемах и лишь в начале сентября он на две недели повысился до 4 баллов.
Во влажные годы более благоприятным ГТА оказался в лесных экосистемах. В середине июня значение ГТА возросло до 5 баллов и не снижалось до середины сентября. В отдельные периоды наблюдалось повышение ГТА до 7-8 баллов. Особенно высокие показатели ГТА отмечены в почвах водораздела (точка 76). В почвах безлесных экосистем благоприятные условия начались уже в мае, особенно на южном склоне (точка 46). При этом наблюдалось медленное повышение ГТА от весны до осени. Высокой стабильностью отличался ГТА пахотных почв (точка 36), где с начала июня почти до конца сентября величина ГТА составляла 5-6 баллов, а в середине августа на несколько дней повышалась до 8 баллов.
Анализ динамики прироста фитомассы и биологической активности почв показал совпадения периодов высокой и низкой активности почвенной биоты (прирост фитомассы, убывание не-кромассы, целлюлозоразрушающая и протеазная активность почв, дыхание почвы) с периодами высоких и низких значений ГТА. Однако для однозначной оценки реакции биоты на изменения ГТА надо провести более тщательное синхронное тестирование параметров всего почвенного профиля, а не только верхнего горизонта. Для этого придется интегрировать хроноизоплеты температуры и влажности почв.
Приведенные результаты позволяют утверждать, что ГТА представляет собой управляющий блок механизма функционирования экосистемы (метаболизма). Для полной характеристики факторов среды необходимо добавить аэрацию почвы и ФАР, которые по такому же принципу можно интегрировать в единый показатель воздействия на активность биоты экосистемы.
Точно таким же образом можно изобразить изменчивость гидротермических условий почвы в пространстве в виде карты гидротермических полей (ГТП). Для этого необходимо предварительно составить отдельные карты полей температуры и влажности почвы конкретного участка, а затем преобразовать реальные значения параметров в диапазоны биологической значимо-
Рис12. Гидротермические поля мерзлотных лугово-лесных почв Забайкальского стационара ИПФС РАН. Участок 200 х 400 м
сти и наложить их друг на друга. В результате получится гидротермическое поле конкретного участка территории, которое должно согласоваться с биотическими показателями экосистемы гораздо лучше, чем отдельные поля температуры или влажности почвы. На рис. 11 показано построение гидротермического поля на участке пашни серых лесных почв ОПС ИПФС РАН размером 30 х 30 м, а на рис. 12 показано тоже самое на участке мерз-
лотных лугово-лесных почв Забайкальского стационара ИПФС РАН размером 400 х 800 м.
Если использовать для измерения температуры и влажности почвы методы дистанционного зондирования Земли, то с помощью предлагаемого способа расчета ГТА можно с высокой точностью контролировать и прогнозировать поведение экосистем на значительных территориях в региональном и глобальном масштабе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
История развития любой науки отмечена многократными кризисами роста. Они маркируют этапы развития науки. Возникают эти кризисы по мере накопления новых фактов и явлений, которые существующая научная теория не способна однозначно объяснить. Под давлением этих несоответствий происходит пересмотр сложившихся представлений, смена точки видения привычного объекта исследований, то есть смена парадигмы. Новая парадигма снимает возникшие противоречия и стимулирует накопление новых знаний, позволяет выявить и сформулировать новые законы развития природы и общества. Этап расцвета со временем заканчивается новым кризисом роста и очередным пересмотром устаревшей парадигмы. И так до бесконечности.
Открытие В.В. Докучаевым почвенного профиля ABC -главного измеряемого количественно атрибута почвы, отличающего ее от других тел природы, стало веским основанием для замены старой парадигмы о почве как верхнем слое геологической породы, обладающим плодородием. Новая парадигма определила почву как ее естественноисторическое биокосное тело природы, возникшее в результате совместного взаимодействия факторов почвообразователей.
Новая докучаевская парадигма стала стимулом для бурного роста общественного интереса к почве и молодой науке о почве, привлекла к изучению почвы в первой половине XX века блестящую плеяду талантливых ученых, обогативших естествознание принципиально новыми знаниями о законах развития природы, имена которых вошли в золотой фонд российской и мировой науки.
После бурного столетия в почвоведении начался заметный спад активности, застой, дефицит новых идей, мелкотемье, повторы, споры о том, что почва, а что не почва, как исчислять ее возраст, где проходит нижняя граница почвы, куда растет почва вверх или вниз, чем отличается педолиз от почвообразования. Все это нужно и полезно, но не на таком кричащем фоне, когда
ежегодные потери почвенных ресурсов достигли вопиющих размеров 17 млн га и темпы потерь постоянно нарастают.
Почвоведение - единственная наука, изучающая почву и ответственная за ее состояние, не имеет в своем портфеле реальных предложений по кардинальной защите своего главного объекта от катастрофических потерь вследствие деградации, загрязнения и отчуждения. Даже успехи современного сельского хозяйства мало зависят от успехов почвоведения. В этом главная причина потери общественного интереса к почве и к почвоведению как фундаментальной науке, снижение престижа специалистов почвоведов, падение рейтинга наших журналов, не воспринимающих новые идеи, не поощряющих научную полемику.
Все это показывает, что кризис роста нашей науки налицо. Для выхода из кризиса нужна срочная смена парадигмы, а не призывы к возврату в агрогеологию и не сожаление о том, что почвоведение слишком оторвалось от геологии, из которой оно когда-то вышло.
Лидер российских почвоведов академик Г.В. Добровольский в предисловии книги "Регуляторная роль почвы в функционировании таежных экосистем". М., Наука. 2002. 364 с. справедливо подчеркивает «...неизбежность смены парадигмы в почвоведении - перехода от традиционного изучения влияния факторов почвообразования на происхождение, распространение, строение и свойства почв (генетический подход) к исследованию "жизни" почвы как неотъемлемого компонента наземных экосистем»(с. 6). Эта книга с его предисловием и под его редакцией является первым реальным шагом в новом направлении.
Именно в этой книге впервые все фактические данные рассматриваются через призму функционирования почвы в экосистеме. Однако слишком сильная привязанность почвоведов к геологической породе как к основе почвообразования не позволяет авторам полностью вписать почву в структуру и функцию экосистемы. Некоторые работы С.Я. Трофимова, А.В. Смагина, А.Д. Фокина, В.Г. Горшкова, И.Б. Арчеговой написаны в новом ключе. Почва в них рассматривается не как уникальное, ни с чем не сравнимое тело природы, а как рядовой компонент экосистемы, равный по значимости фитоценозу. Именно такое уравнивание двух главных компонентов позволяет увидеть цельный механизм функционирования экосистемы, обнаружить точки контакта компонентов, определить направление и скорости потоков вещества в биологическом круговороте.
И все-таки главной причиной острой востребованности нового направления является нарастающая угроза полной потери почвенных ресурсов за счет ускорения темпов их деградации, за-
грязненияи отчуждения в несельскохозяйственные сферы. Поэтому переход почвоведения на новую парадигму уже начался и в конце концов состоится. Это вопрос времени. Остается пока открытым вопрос: кто совершит этот переход быстрее почвоведы или экологи? Многим почвоведам очень уютно жить и творить под крылом Докучаева. Они не видят смысла в какой-либо перестройке. Инерция корпоративного мышления еще долго будет сдерживать процесс эволюции Науки. Поэтому более вероятный и ускоренный вариант перехода к новой парадигме могут предложить экологи. Включив почву (педоценоз) в механизм функционирования экосистемы (метаболизм), экологи определят новые динамичные параметры почвы как компонента экосистемы и передадут их почвоведам. После обстоятельной критики чужого мнения, почвоведы примут свою собственную концепцию почвы как особого, центрального компонента экосистемы и введут ее в научный обиход.
Могут быть и другие варианты перехода почвоведения к новой парадигме. Важно понять, что этот переход необходим, что он неизбежен, что от него зависит прогресс науки и на его основе возможна разработка кардинальных принципов и технологий защиты почвенных ресурсов от катастрофических потерь. Больше того, переход к новой парадигме неизбежно повлечет за собой переход от индуктивного метода мышления к дедуктивному. Преимущество дедуктивного метода в том, что мы заранее знаем или предполагаем общую картину явления, его структуру или функцию и целенаправленно занимаемся поиском конкретных деталей этой конструкции или механизма. При индуктивном методе, более популярном у биологов, мы должны из множества разрозненных конкретных деталей воссоздать (придумать) неизвестную общую картину явления, его структуру или функцию. Именно к переходу на дедуктивный тип анализа живых систем призывает биологов Ю. Лазебник (2004). Это значительно повысит эффективность научного поиска в биологии и экологии, позволит создать объективную теорию управления механизмом функционирования природных экосистем.
Раз уж мы признали почву биокосным телом природы, то надо позаботиться о здоровье этого тела. Срочно нужна современная система охраны здоровья почвы как тела природы со всеми атрибутами здравоохранения: диагностика, профилактика, терапия, хирургия, лечебные препараты и т.п.
Медицина, ветеринария, фитопатология, инженерная микробиология возникли и развиваются как научные дисциплины на базе фундаментальных знаний физиологии человека, животных, растений и микроорганизмов. Точно такой же путь предстоит
пройти новой научной дисциплине - педопатологии- науке о заболеваниях почвы и методах ее лечения, существо которой сформулировал в последние годы своей жизни В.А. Ковда (Ковда, 1989). Ее надо срочно создавать и развивать.
В основе этой науки должна быть новая парадигма о почве как динамическом компоненте экосистемы, выполняющем важнейшую функцию катаболизма диссимиляции органического вещества отмершей биомассы в минеральные элементы. Бесконечное забалтывание этой проблемы в бесполезных спорах только усугубит кризис, увеличит масштабы потерь почвенных ресурсов и ответственность почвоведов за их последствия. Нет смысла кивать на стихию, нерадивых чиновников и корыстных бизнесменов, выкачивающих из почвы последние соки. Надо прямо и откровенно признать, что мы - почвоведы не вооружили больших начальников и рядовых граждан знаниями законов природы, не создали надежных аграрных технологий, предупреждающих деградацию почв, восстанавливающих утраченное по нашей вине плодородие, не создали технологий, позволяющих получать высокие урожаи без ущерба природе и здоровью человека. Для снижения темпов деградации природы, нужно создавать не только педопатологию, но и более широкую научную дисциплину - эко-патологию,способную диагностировать и лечить заболевания природных, аграрных и урбанизированных экосистем.
На основе новых знаний динамического почвоведения и функциональной экологии необходимо создавать принципиально новые технологии природопользования и земледелия, позволяющие повышать продуктивность природных и аграрных экосистем без ущерба природе и здоровью человека.
Вполне вероятно, что противники зарождения физиологии в свое время доказывали, что анатомия давно знает и умеет все, что предлагают эти "новаторы" физиологи. Можно представить что было бы с медициной, если бы анатомы запретили физиологию. Основной контингент современных медиков составили бы патологоанатомы. Они умеют очень грамотно вскрыть и досконально с высокой точностью на основе детальных исследований точными приборами объяснить причину ... смерти пациента.
Срочный переход от "анатомии" к "физиологии" почвы позволит быстро найти разумный выход из экологического кризиса и кризиса роста почвоведения как фундаментальной науки. Иначе биосфера избавится от агрессивного вида - человека разумного и сама по своим законам и правилам восстановит нарушенное человеком экологическое равновесие.
Для собственного выживания человек разумный должен взять на себя в дополнение к данной ему природой функции кон-
Рис. 13. Метаболизм биосферы и ноосферы.
Условные обозначения. Потоки вещества в биосфере: / - первичная биологическая продукция; 2 - вторичная биологическая продукция; 3 - продукты рециклирования отмершей первичной и вторичной биологической продукции. Потоки вещества в ноосфере: 4 - отходы жизнедеятельности человека, не поддающиеся естественному рециклированию; 5 - продукты жизнедеятельности человека (третичная биологическая продукция); 6 - индустрия искусственного рециклирования отработавшей ресурс третичной (антропогенной) продукции; 7-продукты искусственного рециклирования третичной (антропогенной) продукции
сумента, выполнение еще двух экологических функций биоты: продуцента и редуцента (рис. 13). Он должен с помощью Разума и Техники научиться управлять природными процессами локального, регионального и глобального масштаба.
Во-первых, человек должен создать систему сверхпродуктивных технически управляемых фитоценозов для обеспечения первичной биологической продукцией население Земли. Во-вторых, он должен создать мощную индустрию рециклирования отходов собственной жизнедеятельности: отработавшие ресурс здания, сооружения, машины и механизмы, искусственные вещества и материалы, шлаки, шламы, отвалы и другие неоаномалии. В-третьих, ему предстоит научиться управлять механизмом динамического равновесия для контроля и поддержания гомеостаза биосферы. Только в этом случае может произойти эволюционный и бесконфликтный переход биосферы в ноосферу, когда Разум будет способен управлять механизмом функционирования глобальной экосистемы - биосферы. Пора поспешать!
Почвоведов удивляет то обстоятельство, что почва не включена в число компонентов окружающей природной среды. Она не попала под юрисдикцию закона об охране окружающей среды наряду с воздухом, водой, растительным и животным миром и
оказалась в итоге беззащитной. Почва, по юридической терминологии "земля", находится в ведении Земельного кодекса как пространство, территория, природный ресурс, который используется в разных отраслях народного хозяйства.
Наверняка и здесь сыграла негативную роль представление об уникальности почвы среди других компонентов среды обитания человека. На уровне бытовых представлений всем хорошо известно, сколько времени человек может прожить без обыкновенного воздуха, обычной воды, привычной пищи. Известно также, что изменение качества и количества этих главных ресурсов жизнеобеспечения человека чревато патологическими нарушениями в его организме и даже летальным исходом. Поэтому беспокойное отношение к охране этих обычных, но жизненно важных для человека ресурсов биосферы, уже сформировалось в обществе в форме юридических и моральных норм.
К великому сожалению почва не вошла в этот перечень, вследствие своей уникальности. Она осталась экзотическим явлением природы. Ее мало кто видит, а еще меньше тех, кто может оценить ее состояние и степень деградации. Мало кому известна роль почвы в регулировании глобальных процессов круговорота вещества. Даже о главной функции почвы - плодородии современные городские жители не имеют представления. Когда-то шутили над представлением горожан, что булки растут на деревьях. Теперь большинство горожан в цивилизованных странах считает, что все пищевые продукты производятся в супермаркетах. Почва для большинства людей, включая депутатов и чиновников, принимающих решения, остается экзотикой, без которой вполне можно обойтись. Есть более важные объекты, требующие повседневной заботы: воздух, вода, пища, леса, животные.
Пока почвоведы не перестанут восхищаться уникальностью почвы, оригинальностью строения ее профиля в разных климатических зонах, они не смогут оценить ту колоссальную работу, которую выполняет почва в рутинном метаболизме биосферы, в глобальном круговороте вещества и энергии. Именно потеря работоспособности почвы является главной угрозой человечеству, которую академик Г.В. Добровольский справедливо назвал тихим самоубийством. Здесь почвоведам и карты в руки. Однако их затянувшаяся увлеченность инвентаризацией почвенных ресурсов, изучением структуры (анатомии) почвы до молекулярного уровня и ее изменчивости в пространстве, вынуждает экологов самостоятельно изучать функцию почвы и ее изменчивость во времени. Для этого экологи привлекают знания и опыт смежных наук, казалось бы далеких от биологии и экологии. Н.Н. Моисе-
ев, Г.И. Марчук, К.Я. Кондратьев, В.Г. Горшков, А.И. Морозов, СП. Голенецкий, В.А. Ковда, В.В. Бугровский, В.Г. Суховоль-ский и некоторые другие довольно успешно попытались подойти к решению проблем экологии и почвоведения с позиций точных наук. Но инерция корпоративного мышления оказалась сильнее. Широкой поддержки инициатива пока не получила. И зря.
Научный аппарат и методы анализа, наработанные в высоко формализованных технических и экономических науках, позволяют решать сложные экологические проблемы на уровне инженерных задач с учетом всей совокупности условий и всех последствий от реализации принятых решений. Биология и экология пока довольствуются одноактными методами проб и ошибок для достижения ближней цели без учета прямых и косвенных негативных и позитивных последствий. Однако нарастающая угроза экологического кризиса все настойчивее требует от Человека более продуманных и ответственных действий по отношению к среде своего обитания.
Группа почвоведов во главе с академиком Г.В. Добровольским в 2003 г. опубликовала проект Федерального Закона "Об охране почв" (Федеральный закон, 2003; Керженцев, 2003). Однако Третья Государственная Дума не успела его рассмотреть, а Четвертая не сочла нужным его обсудить. Нашлись более актуальные проблемы (реклама пива, монетизация льгот и другие). Почвоведы обязательно должны возобновить полезную и актуальную инициативу своих коллег и добиться для почвы статуса объекта окружающей среды, от которого зависит не только продовольственное обеспечение человека, но и качество воздуха, воды, состояние растительного и животного мира.
Слишком велика может быть цена ошибочного поведения человека в биосфере. Речь идет о реальной возможности гибели цивилизации мирным путем, без атомных бомбардировок, без применения химического и биологического оружия. В погоне за жизненным комфортом человечество уже сейчас способно кардинально изменить качество среды своего обитания и обеспечить себе быстрый или медленный летальный исход. После того, как биосфера избавится от популяции вида агрессора и продуктов его жизнедеятельности, она начнет новый виток эволюции в надежде на то, что следующий разумный вид сумеет найти с ней общий язык.
Более оптимистично выглядит сценарий бесконфликтного перехода биосферы в ноосферу на основе знаний функциональной экологии с использованием богатого опыта технических, экономических и гуманитарных наук в области управления сложными процессами.
ЛИТЕРАТУРА
Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с.
Алексеева Т.В., Керженцев А.С. Микроморфологическое строение модельного почвенного профиля блока "Педотрон" экспериментальной установки "Эко-трон-97" // Почвоведение. 2005. № 3. С. 355-365.
Арнольд Р. Спасибо, Докучаев! // Почвоведение. 1997. N° 4. С. 409-410.
Арсланов Х.А., Герасимов И.П., Зубков А.И., Рубилин Е.В., Чичагова О.А. Определение возраста чернозема с помощью радиоуглеродного метода // Докл. АН СССР, 1970. Т. 192. № 5.
Арчегова И.Б., Федорович В.А. Методологические аспекты изучения почв на современном этапе. Екатеринбург: Уро РАН, 2003. 91 с.
Бугровский В.В., Вагау И.А., Гольдин Д.А. Дмитриев Э.В., Керженцев А.С. Об общих свойствах информационных систем в живой природе и технике // Информационные проблемы изучения биосферы. М: Наука, 1988. С. 182-196.
Бугровский В.В., Керженцев А.С, Мокроносов А.Т. Об аналогии явлений в жизни и технике с позиций информатики. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1990. 19 с.
Бугровский В.В., Зеленская Н.Н., Керженцев А.С, Мокроносов А.Т., Стебаев И.В., Хакимов Ф.И. Экосистемная стратегия жизни. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. 1992. 15 с.
Бугровский В.В., Вагау ИЛ., Гольдин Д.А., Зеленская Н.Н., Керженцев А.С, Курбатская С.С. Использование метода технико-биологических аналогий для раскрытия парадоксов эволюции // Экология и почвы. Избранные лекции 1-7 школ. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1998. С. 155-168.
Будина Л.П., Ерохина А.А. Генетические особенности дерново-подзолистых глеевых холодных почв со вторым гумусовым горизонтом Красноярского края // Почвоведение. 1969. № 10.
Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. Изд. 2-е. М.: Наука. 1987. С. 205.
Вернадский В.И. Труды по истории науки в России. М.: Наука, 1988. С. 281.
Возможности современных и будущих фундаментальных исследований в почвоведении / Перевод М.И. Герасимовой под редакцией В.О. Таргульяна. М.: ГЕОС, 2000. 138 с.
Гаджиев ИМ. О генезисе вторично-подзолистых почв Васюганья // Тр. Биол. ин-та СО АН СССР. Новосибирск, 1964. вып. 12.
Герасимов И.П. Дерново-подзолистые и серые лесные почвы Приенисейской части Западно-Сибирской низменности // Сборник о почвах Урала, Западной и Центральной Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1962.
Герасимов И.П. Современное представление о возрасте почв // Изв. АН СССР, Сер. биол. 1970. № 3.
Глинка КД. Почвы России и прилегающих стран. М.: 1923.
Голенецкий СП., Жигаловская Т.Н., Голенецкая СИ. Роль атмосферных выпадений в формировании микроэлементного состава почв и растений // Почвоведение. 1981, № 2. С. 41^*8.
Голенецкий СП., Малахов СТ., Степанок В.В. К вопросу о природе глобальных атмосферных выпадений и аэрозолей // Астрон. вести. 1981, т. 15, № 4. С. 226-233.
Голенецкий СП., Степанок В.В. Кометное вещество на Земле (к исследованию Тунгусской космохимической аномалии) // Метеоритные и метеорные исследования. Новосибирск: Наука, 1983. С. 99-121.
Гордягин А.Я. Почвы Тобольской губернии // Ежегодник Тобольского губернского музея. Тобольск, 1901. Вып. 12. С. 9.
Горшенин К.П., Сельская Н.В. Почвы Рыбакино-Карагалинского заболоченного пространства // Тр. Гос. почв, ин-та Сиб. отд-ния. М., 1929. Вып. 4. С. 1.
Горшков ВТ., Кондратьев К.Я., Шерман СТ. Принцип Ле Шателье в реакции биоты на антропогенное возмущение углеродного цикла // Докл. АН СССР, 1990а. т. 311, № 4. С. 1007-1012.
Горшков ВТ, Кондратьев К.Я., Шерман СТ. Устойчивость биосферы и сохранение цивилизации // Природа. 19906. № 1. С. 3-16.
Горшков ВТ. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М.: 1995. 470 с.
Добровольский Г.В., Афанасьева Г.В., Василенко В.И., Ремезова ГЛ. О генезисе и географии почв Томского Приобья // Почвоведение. 1969. № 10.
Добровольский ТВ., Афанасьева ТВ., Василенко В.И., Девирц АЛ., Маркова НТ О генезисе и возрасте вторично-подзолистых почв Западной Сибири // Докл. АН СССР, 1970, т. 192, № 3.
Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почв. М: Изд-во МГУ, 1986. 136 с.
Добровольский ТВ., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука. 1990. 261 с.
Дояренко AT Факторы жизни растений. М.: Колос. 1966. 278 с.
Драницын Д.И. Вторичные подзолы и перемещение подзолистой зоны на юге Обь-Иртышского водораздела // Изв. Докучаевского почв.ком. 1914. Вып. 2.
Дробов В.П. Растительные формации Мариинско-Чулымской тайги // Тр. почв.-ботан. экспедиции по исслед. колонизац. районов Азиат. России. СПб. 1909, ч. 2, ботан. иссл. вып. 2.
Дубравы лесостепи в биогеоценологическом освещении / Ред. А.А. Молчанов. М.: Наука, 1975, 373 с.
Дюшофур Ф. Основы почвоведения. М.: Прогресс, 1970. 591 с.
Елизарьева М.Ф. Растительность левобережья р. Чулым (в пределах Томской обл.) // Учен. зап. Красноярс. пед. ин-та., 1957. т. 10.
Иванова Е.Н., Двинских П.А. Вторично-подзолистые почвы Урала // Почвоведение, 1944, № 7-8.
Ильин Р.С Заметки о рельефе, геологии и почвах левобережья Нарымского края //Тр. Гос. почв, ин-та Сиб. отд-ния. 1929. Вып. 1.
Ильин Р.С. О деградированных и вторично-подзолистых почвах Сибири // Почвоведение, 1937. № 4.
Интеллектуальные системы автономных аппаратов для космоса и океана и метод технико-биологических аналогий / Отв. ред. В.В. Бугровский. М.: ИПУ РАН, 1997. 213 с.
Калугин В.Е. К характеристике почв бассейна р. Пайдугиной // Почвовед
Дата добавления: 2020-10-01; просмотров: 643;