Почвоведение, 2019, № 3, стр. 259-275

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПАМЯТИ ПОЧВ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

В конце XX, и особенно в начале XXI века географы все больше акцентируют исследовательский интерес на поведении геосистем и их компонентов во времени. Все более актуальными становятся фундаментальные проблемы развития и эволюционных изменений компонентов природной среды, ретроспективные и прогнозные исследованиях частных геосистем, а также региональные и глобальные обобщения состояния геосистем в разные периоды их истории. В практику палеогеографических исследований все больше входит холистический подход, основанный на понимании глобальной геосистемы Земли как географической оболочки, состоящей из взаимопроникающих и постоянно взаимодействующих сфер: атмо-, гидро, гео-, био- и педосферы, а также динамики геосистем как результата взаимодействия компонентов географической оболочки, представляющего по словам Геннадиева и Бокхейма “великую симфонию сфер” [33].

Почва – результат взаимодействия планетарных оболочек, один из компонентов геосистем, обладающих механизмами записи и сохранения информации о состоянии природной среды, и один из немногих, для которых разработана терминологическая, теоретическая и методологическая база, обобщающая представления о механизмах и процессах записи информации, ее накопления и трансформации во времени, а также о подходах к ее расшифровке, интерпретации. Становление и развитие учения о памяти почв, о почве и почвенном покрове как особом носителе и накопителе информации об эволюции и взаимодействиях биосферы, геосферы и общества – одна из важнейших вех в развитии генетического почвоведения. Осознание почвы как источника информации о событиях прошлого, было заложено еще в работах В.В. Докучаева, который назвал почву зеркалом ландшафта. Один из классиков палеопочвоведения Грегори Реталлак в недавнем кратком историческом обзоре развития представлений о почвах прошлого отмечает, что палеопочвы привлекали внимание исследователей и описывались в научных публикациях уже в XVIII–XIX вв., еще до становления генетического почвоведения как науки [45]. Основателями раздела генетического почвоведения, изучающего почвы прошлого как продукт палеосреды и источник информации о ее состояниях – палеопочвоведения, можно считать К.Д. Глинку, впервые обосновавшего значение погребенных и реликтовых дневных почв для реконструкции среды [13]; Б.Б. Полынова, который ввел время в число факторов почвообразования, обобщил результаты первых исследований палеопочв и предложил термин “палеопочвоведение” [21] и К.К. Никифорова – ученика Н.М. Сибирцева, иммигрировавшего в США и активно внедрявшего идеи докучаевского генетического и исторического почвоведения за рубежом, опубликовавшего в 1943 г. небольшую работу, обозначившую предмет и задачи палеопочвоведения [43]. Никифоров также первый употребил понятие памяти по отношению к почвам [44]. Он определил почвенную память как способность почв запоминать свое прошлое. Представления Докучаева и его последователей о почве, как о зеркале ландшафта, были оформлены в концепцию памяти почв в 70-х годах прошлого века [25, 29]. Сегодня концепция памяти почв является теоретическим фундаментом для всех областей современного почвоведения, имеющих дело с поведением почвенных систем во времени и их состоянием в прошлом: эволюционного почвоведения, палеопочвоведения и археологического почвоведения. Теоретические основы и эмпирическое наполнение этой концепции в настоящее время продолжают активно развиваться и углубляться. Авторы не ставят перед собой в данной статье задачи анализа всего объема и разнообразия исследований, касающегося информационной функции почв и их поведения во времени. Ниже представлен краткий обзор развития этого направления в почвоведении в последние два десятилетия, позволяющий осознать достигнутые рубежи и перспективы развития этого направления исследований.

Десять лет назад во введении к монографии “Память почв” [28] было отмечено возникшее в начале XXI века противоречие в развитии фундаментального почвоведения: застой в генетико-географических исследованиях почв и почвенного покрова на фоне все возрастающего интереса к исследованиям недавнего и очень далекого прошлого почвенных систем, их эволюции в меняющихся условиях среды. За последнее десятилетие эти тенденции стали еще более выраженными, как в российском почвоведении, так и в международном научном сообществе. Исследования поведения почв во времени – сегодня одно из наиболее активно развивающихся направлений фундаментального генетического почвоведения. Количество таких работ в международной периодике измеряется, по всей видимости, первыми десятками тысяч. Среди публикаций только лишь незначительная часть посвящена теоретическим вопросам памяти и эволюции почв, остальные работы представляют собой эмпирические исследования палеопочв и обобщения в области палеопочвоведения. Так, в международной базе данных ScienceDirect одного из издательств научной литературы Elsevier (база включает публикации в периодике и монографии, опубликованные с 1994 г. по настоящее время) на запрос по ключевым словам “soil memory” выдается 72 публикации, причем только часть из них имеет отношение к проблеме памяти почв, и совсем не многие касаются непосредственно развития концепции. На запрос “soil evolution” выдается 850 публикаций. Основная же масса работ, посвященных развитию почв во времени относится к сфере палеопочвоведения. Все возрастает количество работ, рассматривающих палеопочвы различных периодов: от голоцена до протерозоя и даже архея [46]. На запросы “palaeosols” и “paleosols” (первый, исходно британский, вариант написания постепенно устаревает и уступает место второму, американскому, но оба до настоящего момента используются в международных публикациях) и гораздо более редко используемые “palaeosoils”, “paleosoils” приходится в общей сложности около 14.5 тыс. работ. С конца 90-х гг. XX столетия до настоящего времени количество палеопочвенных публикаций в год увеличилось примерно в 3 раза. К настоящему моменту в мировом палеопочвоведении сложилось несколько наиболее активно работающих и публикующихся на международном уровне национальных школ со своими лидерами и приоритетными направлениями исследований: в Германии, США, России, Китае, Мексике, Италии, Польше. Среди палеопочвенных работ абсолютно преобладают исследования частных профилей палеопочв, почвенно-литологических серий и/или палеопризнаков в дневных почвах [1, 4, 17, 24, 53–55 ]. Исследуются почвы дневных хронорядов [31, 50, 51]. Очень активно развиваются, углубляются и расширяют тематику почвенно-археологические исследования антропогенно-измененных и антропогенных палеопочв и педолитоседиментов, а также природных почв, погребенных антропогенными насыпями (курганы, оборонительные сооружения и др.) [3, 32, 36, 37, 39, 42].

Часто работы, касающиеся прошлого почвенных и почвенно-осадочных систем, не рассматривают комплексно организацию, состав и генезис почвенных тел и разделяющих их отложений, а исследуют отдельные “носители почвенной памяти”, “маркеры”, “индикаторы” изменений среды в прошлом: различные биомаркеры: лигнины, полисахариды и др., изотопный состав, состав биоморф, характеристики органического вещества, элементы микростроения, минералогический состав и т. д.

Обобщающих работ, рассматривающих почвы определенных отрезков времени в географическом аспекте, или развитие во времени почв, или почвенных покровов определенных территорий пока остается очень немного [6–8, 14, 16, 23, 26, 27]. Из крупных теоретических обобщений проблем развития почв во времени можно отметить коллективную монографию Рихтера, Маркевича “Understanding soil change: soil sustainability over millennia, centuries, and decades” [47], монографию по эволюции почв Александровского, Александровской [2], коллективную монографию российских авторов по эволюции почв [20]. На последней остановимся более подробно. В этом объемном издании отражено пространственно-временное разнообразие почв планеты. Здесь представлен первый в мире ретроспективный обзор почв геологической истории Земли и соответствующих им условий среды: от архея до голоцена. В этом же издании содержится самое большое из имеющихся на настоящее время, собрание региональных обобщений, рассматривающих голоценовую историю почв и ландшафтов России и некоторых сопредельных государств. Среди рассмотренных территорий – различные районы Восточно-Европейской равнины: от тундр до полупустынь, Западно-Сибирской равнины и равнины Средней Азии, в том числе некоторых районов Казахстана, Якутии: от северных приморских низменностей до Центрально-Якутской низменности, предгорий и низкогорий юга Средней Сибири, ряда горных областей Евразии: Памиро-Алая, Тянь-Шаня, Кавказа, Хибинского массива.

При очень активном наполнении в последние декады знания о развитии почвенных систем во времени эмпирическим материалом, теоретические разработки, развивающие концепцию почвы как записывающей и запоминающей системы, остаются единичными [28, 41, 47–49]. Недостаточно еще осмысленны механизмы и особенности записи информации о состоянии среды в почвах, мало внимания уделяется разработке подходов к “дешифрированию” почвенной памяти, сопоставлению информативности, чувствительности, емкости различных носителей почвенной памяти, сравнению памяти почв с памятью других записывающих систем.

На наш взгляд, наметившийся дефицит работ, обобщающих лавинообразно накапливающийся эмпирический материал, и назревшая необходимость дальнейших теоретических разработок – наиболее важные черты современного состояния проблемы развития почвенных систем во времени и концепции памяти почв. Интересно отметить, что в одной из основополагающей статей середины 80-х гг. прошлого века, посвященной теоретическим проблемам развития почв во времени, была отмечена противоположная тенденция: существенное превышение темпов разработки теоретических вопросов эволюции почв над скоростью накопления новых фактических данных [9]. Автор статьи высказывал опасения, что “при сохранении такого положения может возникнуть ситуация отрыва концептуальных построений от эмпирической основы”. Сейчас можно констатировать, что эти, казавшиеся неблагоприятными тенденции развития данной области в конце XX в., успешно преодолены, и почвенное сообщество подошло в своем понимании поведения почв во времени к следующей ступени развития: необходимости глобальных обобщений и дальнейших теоретически разработок.

Ниже мы кратко рассмотрим основные положения концепции памяти почв в их сегодняшнем понимании, и далее предпримем попытку интеграции имеющихся представлений о разных типах записи изменений геосистем и их компонентов во времени.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ “ПАМЯТИ ПОЧВ”

Основы концепции, почвенная память и почвенная запись. По существу, концепция памяти почв является попыткой переосмысления теоретического и эмпирического багажа генетического почвоведения в свете современных общенаучных представлений: общей теории систем, синергетики и теории самоорганизации сложных систем, представлений о потоках информации в природных системах, о разных способах записи информации в природных телах и оболочках Земли, о развитии геосистем и их компонентов во времени.

В самом широком смысле слова память небиологических объектов – это совокупность процессов приема, преобразования и хранения информации. Понятие памяти почвы, как развивающейся во времени системы, можно очень кратко определить, как способность запоминать свое прошлое. Эта способность может быть потенциальной, нереализованной (есть потенциальная способность запоминать, но память еще не заполнена информацией), или же реализованной и тогда часто, наряду с понятием “память”, употребляется понятие почвенной записи (soil record). В основе представлений о памяти почв, почве как записи факторов и процессов, лежит осознание эмпирических соответствий между наблюдаемыми факторами почвообразования и свойствами почв.

“Запоминание” заключается в образовании, длительном (n × 10²–10^4–6 лет) накоплении и сохранении в теле почвы устойчивых твердофазных соединений и образованных ими элементов морфологического строения. Эти соединения и морфологические элементы появляются как результат взаимодействия во времени потоковых, активных “проникающих” факторов почвообразования – климата и биоты – с пассивными, “воспринимающими” и перераспределяющими факторами – материнской породой и рельефом. Везде, где происходит такое взаимодействие, возникает многофазная (по Роде: атмо-гидро-био-лито) почвенная система и начинается ее “жизнь”, то есть функционирование системы. Огромное количество разнообразных реакций взаимодействия (микропроцессов по Роде [22]) запускается и продолжает действовать в почве. Почвенные системы, как и большинство открытых природных систем, не работают по принципу “безотходных технологий”, и их нормальное функционирование порождает целый спектр не полностью замкнутых микропроцессов, результатом которых являются остаточные продукты: газообразные, жидкие и твердые. В отличие от газовых и жидких продуктов, которые относительно быстро обновляются и выводятся из почвы, твердофазные продукты функционирования, в основном, удерживаются и накапливаются внутри почвенной системы: гумус и вторичные педогенные минералы, почвенные новообразования (железо-марганцевые и карбонатные конкреции, кутаны (пленки) различного состава на зернах, агрегатах и в порах, копролиты и др.), новообразованная почвенная структура, поры и трещины разного генезиса и др. Каждый индивидуальный, не полностью замкнутый микропроцесс образует очень малые, аналитически неопределимые количества остаточного твердофазного продукта. Многократное повторение таких микропроцессов на протяжении длительного функционирования почвенной системы (десятки, сотни, тысячи и более лет) постепенно приводит к накоплению макроколичеств твердофазных продуктов и к формированию хорошо выраженных педогенных признаков в твердой массе почв, которые вполне определенно выявляются и морфологически, и аналитически. Образование, отбор на устойчивость, накопление и внутрипочвенное распределение твердофазных продуктов функционирования почвенной системы составляют сущность элементарных почвообразовательных процессов (ЭПП по Герасимову [10]), частных макропроцессов (по Роде [22]), или специфических почвообразовательных процессов (Specific pedogenic processes [34]), таких как глинообразование, лессиваж, оподзоливание, оглеение, выщелачивание, ферраллитизация, сегрегация, агрегация и многие другие. Именно эти процессы изменяют твердую фазу материнской породы (литоматрицу почвенной системы) и формируют закономерно организованные ансамбли твердофазных педогенных признаков и свойств в вертикально-анизотропных почвенных профилях и латерально-анизотропных почвенных покровах (твердофазные педоматрицы многофазных почвенных систем). Так осуществляется запись информации о факторах почвообразования и процессах функционирования системы на устойчивых носителях почвенной памяти.

При анализе почвенной записи необходимо принимать во внимание, что исходные материнские породы (и элювий плотных коренных пород-, и рыхлые осадочные, и антропо-техногенные отложения) не являются “чистой страницей” (tabula rasa) для почвенной памяти. В 0-момент почвообразования любая материнская порода обладает собственной литогенной памятью о процессах своего формирования, записанной в ее морфологии, составе, структуре и текстуре. Признаки литопамяти полностью наследуются почвенной системой в 0-момент педогенеза и затем или трансформируются, или постепенно стираются, иногда вплоть до полного замещения признаками педопамяти, или частично наследуются почвенной памятью (рис. 1, А). На протяжении педогенеза соотношение лито- и педопамяти постепенно меняется: доля педопамяти нарастает, доля литопамяти уменьшается (рис. 1, Б). Литопамять существенно преобладает: а) во всех молодых почвах в любом климате и под любой растительностью; б) в клима-, био-, топо-, литоэкстремальных почвах: холодных, мерзлотных, аридных, лимитированных по биоте, например под бескорневой растительностью, развитых в пещерах, на склонах экстремальной крутизны, на бедных, устойчивых к выветриванию (кварциты, кварцевые пески, пегматиты и др.), или токсичных породах, где интенсивность педогенеза и выветривания невелика из-за низкого экзогенного потенциала.

Рис. 1.

Взаимоотношение литопамяти и педопамяти в процессе почвообразования: А – характерные времена формирования разных горизонтов почв в гумидных областях; Б – накопление признаков педопамяти и стирание признаков литопамяти (по [27]).

Важно подчеркнуть, что понимание памяти почв как одного из компонентов геосистем стимулирует также размышления о том, как такая накопленная память определяет текущее и может определять будущее поведение почв и геосистем в целом во времени. Подобно тому, как мы пытаемся понять, как память человека и/или общества влияет на его поведение в настоящем и будущем.

Нередко в мировой и отечественной литературе наряду с понятием “память почв” употребляется выражение “почва–архив”. Понятие архива подразумевает некое хранилище документов, главной целью которого является их сохранение в неизменном виде. Представление о почве как об архиве может быть частично верным для погребенных почв, но никак не подходит к “живым” почвам на дневной поверхности, память которых на протяжении времени непрерывно или периодически меняется. Трудно представить себе архив, в котором предыдущие документы меняются под влиянием вновь поступающих.

Близко к почве–архиву стоит представление о почве как о книге, о летописи. Опять же, оно может быть справедливо по отношению к сериям погребенных палеопочв, в которых от погребения к погребению записывались изменения факторов и процессов почвообразования. Но все же представления о книгоподобной записи событий в гораздо большей степени подходит к толщам осадочных пород, где каждый слой осадка записывает и запоминает природные условия определенного периода времени осадконакопления.

Особенности записи в почвенном профиле: дифференциация по глубине, палимпсестная и книгоподобная запись. Запись информации о факторах и процессах почвообразования в твердофазной памяти почвы зависит от модели педогенеза, то есть от расположения фронта действия агрессивных проникающих факторов по отношению к материнской породе и от соотношения процессов педогенеза (выветривания), как инситных процессов изменения породы, процессов денудации твердой фазы почвы, и/или аккумуляции твердых частиц на поверхности почвы как результата флювиального, эолового, вулканического литогенеза.

В классической модели педогенеза все факторы и процессы действуют сверху вниз, и во времени это означает распространение записи в глубину. Как правило, в верхних горизонтах действует наибольшее разнообразие факторов: дожди разной частоты и интенсивности, слабые и сильные изменения температуры, мелкие и глубокие корни, разные группы почвенной биоты, агротехнические обработки разной глубины и т. д. Такое разнообразие факторов вызывает, вероятно, и наибольшее разнообразие процессов и, соответственно, наибольшие разнообразие и детальность записи.

С глубиной происходит пассивный отбор факторов и процессов, то есть наиболее “слабые”, наименее проникающие факторы и процессы (легкие заморозки, слабые дожди, мелкие корневые системы и др.) работают и осуществляют запись наверху. В глубину проникают более “сильные” факторы и процессы: влага снеготаяния и дождливых сезонов, более сильные, сезонные и годовые волны тепла и холода, глубокие корни растений, глубокороющие беспозвоночные и позвоночные, глубокая пахота. Число и разнообразие таких более сильных факторов и процессов с глубиной сокращается – соответственно сокращается разнообразие и детальность записи внешней среды; в наиболее глубоких горизонтах почвы записываются лишь наиболее мощные факторы и процессы: наибольшие суммы осадков в аномально влажные годы, глубокие корни древесных растений, плантаж и террасирование.

Специфика памяти почв следует из особенностей понимания почв как био-экзогенных природных тел, образованных in situ на дневной поверхности. В классической или докучаевской модели почвообразования, когда фронт действия факторов расположен сверху, над дневной поверхностью, а денудация и аккумуляция твердого материала незначительна, – запись информации в почве происходит по правилу палимпсеста¹¹. Память почв – инситная, точечная память, запоминающая взаимодействие факторов и процессы в каждой точке почвенного пространства, в одном и том же объеме (массе, количестве) вещества материнской породы (на одной “странице” пергамента) (рис. 2). Однако имеется немало частных случаев внутрипочвенной книгоподобной записи. Наиболее часто встречающимся типом внутрипочвенной книгоподобной записи являются слоистые почвенные новообразования: пленки на зернах, кутаны в порах различной морфологии и генезиса, “подвески” на частицах скелета различной размерности, интрузивные конкреции. Такие новообразования – результат внутрипрофильной/внутригоризонтной миграции вещества. Каждый их слой определенной морфологии и состава соответствует определенному составу мигрирующих продуктов, определенным условиям миграции и аккумуляции (миграция в растворах, суспензиях, состав и концентрация растворов и суспензий, скорость движения, скорость и механизм осаждения). Вся совокупность этих характеристик в конечном итоге определяется сочетанием факторов почвообразования. Последовательность слоев различной морфологии и состава в таких новообразованиях представляет собой, по сути, книгоподобную “микроседиментационную” внутрипочвенную запись изменений условий среды в ходе почвообразования. На рис. 3 приведен пример такой внутрипочвенной книгоподобной записи в кутанах на щебне криоаридных почв. Для этих почв кутанный комплекс является очень важным, наиболее информативным блоком почвенной памяти. С его информационным “наполнением” можно ознакомиться на примере криоаридных почв юго-восточного Алтая [5].

Рис. 2.

Формирование почвенной и осадочной экзогенной памяти (по [27]).

Рис. 3.

Книгоподобная (микроседиментационная) память внутри почвенного тела: многослойная кутана с чередованием карбонатных различной морфологии (a-c_1–2) и гумусовых (d) слоев.

Изменения памяти почв при климатической эволюции. Выше было описано распределение памяти и записи в классической и моногенетической модели почвообразования при стационарном состоянии внешней среды – факторов почвообразования. Однако в природе и, тем более, при антропогенном воздействии развитие почв во времени имеет чаще всего полигенетический характер, то есть внешняя среда или факторы почвообразования изменяются во времени, и происходит эволюция почв вслед за изменением факторов. Это приводит к наложению памяти и записи позднейшего периода времени на память и запись предыдущего периода. При длительном и сложном саморазвитии или эволюции почвы такое палимпсестное наложение может происходить неоднократно. В таких случаях память почв представляет собой сложное сочетание более старых и более молодых “слоев” почвенной памяти. При этом может происходить как наложение молодых слоев на старые, так и полное или частичное стирание старых слоев молодыми. Иными словами, в живущей, функционирующей почве ее память не остается неизменной. Она постоянно или периодически изменяется, причем, по-разному в разных локусах почвенного тела (на поверхностях и внутренних частях агрегатов и педов, в разных по глубине горизонтах почвы) и с разной скоростью в разных позициях и в разные периоды жизни почвы. В этом проявляется сходство памяти почвы с памятью человека, которая тоже непрерывно и по-разному меняется на протяжении жизни. Однако, в отличие от человеческой памяти, память почв не “умирает”, если почва не уничтожается эрозией. Если почва погребена в толще осадочных или вулканических пород, то она сохраняет (полностью или частично) свое тело и свою память. Память погребенных почв затем может изменяться различными диагенетическими, постпедогенными процесса. Под дагенетическими процессами Герасимов понимал процессы, преобразующие почву после погребения, под воздействием которых погребенная почва “разрушается, трансформируется, постепенно утрачивая и видоизменяя свои первоначальные свойства, а также приобретая некоторые новые”, диагенетичекие²² [10]. Таким образом, погребенная почва, помимо литогенной и педогенной, обладает также памятью постпедогенных, диагенетических процессов. Разделение этих типов памяти, а также памяти разных фаз педогенеза в полигенетичных профилях, представляет собой основную задачу палеопочвоведения.

Можно говорить о двух основных моделях распределения памяти и записи в почвенном профиле при эволюции среды и почвы: модель с повышением почвообразующего потенциала климата и биоты и модель с понижением этого потенциала. Понятие о почвообразующем потенциале климата и биоты было введено и описано ранее [28, 30].

Рассмотрим два основных случая климатической эволюции почв и соответственно изменения почвенной памяти и записи в классической (докучаевской) модели педогенеза.

Эволюция почв при повышении почвообразующего потенциала климата и биоты во времени происходит при потеплении климата и соответствующем изменении теплового режима почв, повышении годового количества осадков и усилении промывного водного режима почв; эти изменения определяют изменения напочвенной и почвенной биоты в сторону больших биопродуктивности и биоразнообразия, большего количества органической массы, поступающей на и в почву. Все эти изменения в факторах внешней среды интенсифицируют процессы выветривания и почвообразования и увеличивают мощность толщи, охваченной этими процессами. По мере такой эволюции почв все большее развитие получают процессы выноса веществ из почвенной толщи и элювиально-иллювиальные процессы в этой толще. На каждом новом этапе такой эволюции эти усиливающиеся процессы стирают, полностью или частично, следы предыдущих этапов эволюции или же усиливают их, то есть “переписывают” память и запись в почве и создают новые горизонты и профили.

Эволюция почв при понижении почвообразующего потенциала климата и биоты во времени имеет место при похолодании климата и ухудшении теплового режима почв, снижении годового количества осадков и ослаблении промывного водного режима почв; при таких изменениях климата происходят изменения напочвенной и почвенной биоты в сторону меньших биопродуктивности и биоразнообразия, меньшего количества органической массы, поступающей на и в почву. Все эти изменения в окружающей среде приводят к снижению интенсивности почвообразования и выветривания, уменьшению мощности активной почвенной толщи. Это означает, что на каждом новом этапе эволюции “работают более слабые” процессы, которые неспособны стереть память и запись предыдущих этапов. Старая память и запись при этом не стирается, а модифицируется, новая запись накладывается на старую. Это наиболее яркие случаи палимпсестовой записи в памяти почвы – наследующая и наложенная эволюция почв. При этом вследствие сокращения мощности активной почвенной толщи (при уменьшении потенциала климата и биоты) нижняя часть почвенного профиля часто не охватывается текущим почвообразованием нового этапа эволюции почв и сохраняет многие элементы памяти и записи предыдущих этапов более активного и глубокого педогенеза.

Описанные выше закономерности изменения памяти и записи в двух случаях изменения потенциала климата и биоты в чистом виде выражены лишь в классической модели педогенеза, когда агрессивные факторы (климат и биота) действуют сверху. В случаях, когда к верхнему фронту факторов присоединяется действие латеральных (внутрипочвенный сток, крип и др.) или базальных (грунтовые воды) факторов, происходит наложение памяти и записи этих факторов и соответствующих процессов на память и запись вертикальных (или радиальных) факторов и процессов.

Поскольку почва является одним из важных компонентов геосистем, понимание памяти почв стимулирует также размышления о том, как такая накопленная память определяет текущее и может определять будущее поведение почв и геосистем в целом во времени. Подобно тому, как мы пытаемся понять, как память человека и/или общества влияет на его поведение в настоящем и будущем.

Носители памяти почв, скорость записи . Памятью обладают все или почти все компоненты почвенной системы во всех агрегатных состояниях: газообразные, жидкие, твердые, биотические и абиотические. Заметим, что здесь не рассматривается собственно-биологическая наследственно-генетическая память почвенной биоты. Если памятью обладают все абиотические фазы почвенной системы, то скорость записи-запоминания зависит от плотности и степени лабильности фазы и убывает в ряду газы–влага–твердая фаза. В этом же ряду возрастает сохранность (устойчивость) записи во времени. Чем быстрее обновляется вещество фазы, тем короче его память. Память почвенных газов и почвенных растворов, в целом, коротка, хотя и зависит от их расположения в почвенной толще по глубине: наиболее короткая память (n × 1 сут) у газов и растворов в верхних горизонтах, наиболее длинная – в глубоких горизонтах, на глубинах 2–3 м, где обновление газов и растворов (вне зоны почвенно-грунтовых вод и эманации газов) может происходить в течение недель и даже месяцев. Далее будет рассматриваться только память твердой фазы почв, записывающая информацию за десятки, сотни и тысячи, вплоть до миллионов лет (коры выветривания).

Понятие носителей почвенной памяти в некоторой степени неоднозначно. Под носителями памяти почв понимают твердофазные компоненты и структуры почвенных тел и почвенных покровов, а также свойства и признаки почвенного тела и его компонентов, которые содержат информацию о состоянии среды (в момент формирования соответсвующего признака) [28]. Последние также называют индикаторами условий среды. В англоязычной литературе в последние годы для обозначения индикаторов природных изменений в почвах и других компонентах геосистем широко распространился термин (climate, environmental) proxies, или proxy indicators, который чаще всего употребляется как синоним к marker, indicator of climatic (environmental) change, хотя иногда используется и в понятии record – запись, память. В широком смысле носители почвенной памяти – это любые компоненты твердой фазы, элементы строения почв на всех иерархических морфологических уровнях их организации: от наночастиц до почвенного тела (профиля) и почвенного покрова. В индивидуальных характеристиках компонентов твердой фазы – носителей памяти, а также в интегральных характеристиках вещественного состава и свойств почвы и элементов ее строения: минералогического, гранулометрического, химического, изотопного и т. д., записывается информация о процессах формирования и соответствующих им условиях. Носителями почвенной памяти являются педогенные, образованные или трансформированные специфическими почвенными процессами твердофазные признаки , литогеные признаки , унаследованные от литопамяти (память о допочвенных процессах) и постпедогенные – образованные в период диагенеза, после прекращения функционирования почвы при ее погребении. Педогенные носители памяти в почве могут быть генетически непосредственно связанными с тем или иным специфическим почвенным процессом, как, например, почвенные новообразования (глинистые, гумусовые, карбонатные, опаловые кутаны, железисто-марганцевые, карбонатные нодули, гипсовые “розы” и др.), или характер распределения некоторых веществ в почвенном профиле (карбонатный, гумусовый, солевой профили, профиль содержания илистой фракции). Другие носители информации связаны с процессами почвообразования лишь опосредовано, но имеют непосредственное отношение к тем или иным характеристикам локальных условий среды. К таким носителям, прежде всего, относятся так называемые биомаркеры : фитолиты, пыльцевые зерна, семена, почвенный гумус, неспецифицеские органические соединения: лигнины, полисахариды, жирные кислоты и др. Каждый из носителей памяти почв обладает определенной сенсорностью (чувствительностью) к изменениям факторов среды: способностью реагировать на изменения среды изменениями состава и свойств и рефлекторностью – способностью эти изменения “отражать”, фиксировать, “запоминать” в виде устойчивых твердофазных признаков. Сенсорность чаще всего избирательна. Так, например, признак может быть, чувствительным к изменениям окислительно-восстановительного потенциала и совершенно не отзываться на изменения температур и атмосферного увлажнения. Из сенсорности и рефлекторности носителей памяти складываются сенсорность и рефлекторность почвенного тела.

Можно рассматривать носители памяти в иерархическом порядке. Первый уровень представлен индивидуальными аморфными соединениями (органическими молекулами, хелатами, аморфными минералами – опалом, аллофанами и др.) и индивидуальными частицами или агрегатами кристаллических минералов. На этом уровне химический состав и строение органических и органо-минеральных молекул отражает соотношение процессов образования и разложения органического вещества и его взаимодействия с минеральными частицами в почве, что, в свою очередь, зависит от типа растительности, от гидротермических режимов климата и ряда других факторов. На этом же уровне можно рассматривать поверхности зерен, которые могут отражать допочвенные процессы, такие, например, как матирование зерен (потеря блеска за счет микронарушений поверхности, возникающих в результате соударения зерен) при ветровом переносе, а также различные почвенные процессы. Среди последних выделяются: травление поверхностей силикатов (полевых шпатов, пироксенов); формирование автохтонных пленок на зернах, например, в результате оглинивания или ожелезнения; формирование аллохтонных пленок вокруг зерен в результате внутрипочвенной миграции и аккумуляции соединений железа, гумуса, глины в гумидном климате при промывном режиме, карбонатов, гипса и других солей в семиаридных и аридных условиях. На этом же уровне иерархии могут рассматриваться очень информативные биоморфные микроскопические остатки живых организмов, размерностью <0.1 мм, носители почвенной памяти, объединенные в понятие “микробиоморфы”: споры, пыльца, плоды, отдельные фрагменты фито и зообиоты [15, 19].

Огромным по информационной емкости является следующий уровень организации – педной (агрегатной) структурной памяти почв или почвенной архитектуры (soil architecture, [58]). Именно на этом уровне организации наиболее ярко проявляется феномен резких различий в почвенной записи на поверхностях раздела и во внутренних частях любых обособлений твердофазной массы почв, впервые четко описанный Козловским и Горячкиным [18]. Запись на поверхностях раздела (в случае агрегатного уровня организации – на поверхностях педов) более лабильная, более чувствительна по отношению к действующим факторам, процессам и их изменениям, формируется быстрее, но и легче стирается. Во внутрипедной массе она более инертна ; внутрипедная масса фиксирует информацию существенно медленнее, чем поверхности раздела, но зато и удерживает такую запись намного дольше в процессах эволюции почв.

Следующий иерархический уровень почвенной памяти – уровень почвенных горизонтов. Формирование определенных диагностических горизонтов в почвенном профиле (органо-аккумулятивных, элювиальных, иллювиально-альфегумусовых, иллювиально-глинистых, глеевых, карбонатных, ферраллитных и др.) записывает действие различных сочетаний специфических почвенных процессов, формирующих эти горизонты, и соответственно взаимодействие различных сочетаний климатических, биотических, геолитологических факторов, генерирующих эти специфические почвенные процессы.

За уровнем генетических горизонтов следует, пожалуй, наиболее важный, основополагающий уровень организации почвенной системы, а, соответственно, и памяти почв – почвенный профиль – парагенетическая ассоциация горизонтов, соответствующая конкретному сочетанию факторов почвообразования.

Более высокими уровнями почвенной памяти являются разномасштабные уровни организации почвенного покрова: локальные почвенные комплексы, сочетания и комбинации, региональные, внутризональные и межзональные покровы, континентальные почвенные покровы, вплоть до педосферы Земли в целом. Эти уровни записывают в разных масштабах пространственное разнообразие различных сочетаний биоклиматогенных, геогенных, антропогенных и возрастных факторов почвообразования, а также степень участия латеральных геохимических, седиментационных и/или эрозионных процессов в формировании почвенного покрова.

МЕТОДЫ ЧТЕНИЯ ПАМЯТИ ПОЧВ

Итак, почва формирует, воплощает свою осуществленную, накопленную память, или запись о процессах и условиях своего формирования в виде твердофазного, трехмерного, иерархически организованного почвенного тела. Внутренняя организация этого тела и всех его компонентов, а также характеристики их состава и свойств и являются носителями памяти почв, или индикаторами состояния /изменений среды. Чтение памяти представляет “обратный ход” от почвенных признаков – носителей почвенной памяти, индикаторов среды к факторам почвообразования (условиям среды). То есть задача исследователя состоит в поиске в почвенном теле морфологических, или аналитически определяемых признаков, сформированных тем или иным почвенным процессом, реконструкции набора признаков и условий среды, соответствующих каждому из этапов почвообразования, датирование этапов почвообразования. Последняя задача для моногенетичных почв заключается в датировании всего периода почвообразования, для полигенетичных, по возможности – в датировании отдельных признаков, или групп признаков, или хотя бы реконструкция последовательности формирования признаков в почвенном теле. Для датирования почв, а иногда – их отдельных генетических признаков чаще всего применяют радиоуглеродный метод. Проблема возраста почв, их отдельных горизонтов и признаков, включает много сложных, порой дискуссионных методологических аспектов и остается одной из ключевых, во многом еще нерешенной в исследованиях поведения почв во времени. Вопросы радиоуглеродного датирования в исследованиях памяти почв подробно рассмотрены, в частности, в соответствующей главе монографии “Память почв” [28].

Методологической основой исследований почвенного тела при анализе памяти почв является иерархическое морфосубстантивное исследование твердофазного каркаса почв, основанное на детальном изучении морфологических признаков и состава почвы и ее компонентов последовательно на макро-, мезо-, микро- и субмикроуровне организации твердофазного каркаса почвы. Такой подход позволяет получить исчерпывающую информацию об устройстве, составе и свойствах почвенного тела, и, соответственно, о процессах и условиях его формирования. Подходы к иерархическому морфосубтанстивному анализу и рассмотрение особенностей каждого иерархического уровня описаны ранее [12, 28].

Морфологический анализ почвенного тела на полевом этапе, где проводится первичная диагностика парагенетической ассоциации почвенных горизонтов (почвенного профиля), то есть типа педогенеза – основа понимания генезиса почвы. Исследования морфологии на последующих иерархических уровнях позволяют верифицировать, уточнить и детализировать результаты полевой диагностики. Одним из важнейших преимуществ морфологических методов исследования почвенной памяти является работа с непосредственными конкретными педогенными морфологическими признаками, сформированными конкретным процессом, или совокупностью процессов. В этом случае путь реконструкции признак → процесс → фактор получается более прямым, чем при использовании для реконструкции этой последовательности интегральных характеристик почвенного профиля, таких, например, как валовой химический, или минералогический состав почв, распределение и содержание в них карбонатов, распределение и состав гумуса и т. п. Второе преимущество – возможность реконструкции последовательности процессов, основанная на исследовании пространственно-временного соотношения признаков. Уже на полевом этапе можно делать некоторые заключения о последовательности процессов, на следующих же иерархических уровнях предоставляются все более широкие возможности для реконструкции этой последовательности. Кроме того, уровни исследования, использующие увеличительную технику (от лупы до электронного микроскопа) предоставляют возможность диагностики на уровне микропризнаков недолго действовавших процессов, или процессов слабой интенсивности. То есть, используя микроморфологическую диагностику, можно найти признаки определенных микропроцессов, не обнаруживаемых пока на макроуровне и не диагностируемых аналитически, и реконструировать условия почвообразования даже для очень молодых и слаборазвитых почв.

Аналитические исследования носителей почвенной памяти: изучение вещественного состава и свойств твердой фазы почв всем комплексом методов, принятых в почвоведении, геохимии и минералогии, нацелено, прежде всего, на уточняющую диагностику почвенных процессов и, соответственно, типа педогенеза. Конкретный набор методов для каждого исследуемого профиля определяется результатами этой первичной полевой диагностики, поскольку диагностика различных частных почвенных процессов и, соответственно, разных типов педогенеза, требует разного набора методов, принятых в генетическом почвоведении.

При выборе методов исследования памяти почв необходимо также учитывать устойчивость признаков во времени. Так, многие из генетически значимых характеристик почв, широко используемых в диагностике современных почвенных процессов, таких, как кислотно-основные свойства почв, состав обменного комплекса, содержание и состав легкорастворимых солей, обычно не используются при анализе погребенных палеопочв, а в дневных полигенетичных почвах хотя и используются, но интерпретируются как соответствующие современному этапу педогенеза.

Помимо интегральных характеристик состава и свойств почвенного профиля, при исследованиях памяти почв перспективны аналитические исследования тех или иных элементов строения, препарированных для проведения рутинных видов анализа при мезоморфологических исследованиях. Большой прирост информации о почвенных процессах дают также аналитические методы, используемые в ходе субмикроморфологических исследований: прямой элементный и изотопный анализ, анализ минералогического состава, в том числе с использованием современных высокоразрешающих нанотехнологий, таких как лазерная абляция с масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, масс-спектрометрия вторичных ионов [40, 52].

Помимо носителей памяти, сформированных непосредственно при участии тех или иных специфических почвенных процессов, или их совокупности (собственно почвенный профиль: парагенетическая ассоциация горизонтов, различные почвенные новообразования, характеристики и распределение почвенного гумуса, карбонатов и пр.), в памяти почв есть признаки, генетически не связанные напрямую с почвенными процессами. Это, прежде всего, биогенные носители памяти почв: включения и новообразования биогенного происхождения: макро- и микробиоморфы (углистые частицы, семена, раковины моллюсков, пыльца, фитолиты, спикулы губок, диатомеи и другие микроводоросли), живые микроскопические организмы: жизнеспособные споры грибов и бактерий, а также устойчивые к разложению индивидуальные органические вещества, или группы веществ, поступающие в почву с растительными остатками, или продуктами жизнедеятельности биоты, так называемые биомаркеры, такие как н-алканы растительных восков, лигнины, липиды, жирные кислоты и др. В этом же ряду стоит и изотопный состав почвенного органического вещества. Биогенные носители почвенной памяти характеризуют напрямую условия среды, а именно – биологический фактор почвообразования: растительные сообщества и микробиомы, участвовавшие в формировании почв. Для исследования биоморф в почве используются, прежде всего, методы оптической микроскопии, для исследования микробиомов используют целый спектр методов, принятых в почвенной микробиологии, биомаркеры исследуют биохимическими методами анализа. В последние декады, пожалуй, наиболее активно внедряются в сферу палеопочвоведения и адаптируются к задачам исследования палеопочв и палеоусловий среды исследования разнообразных биомаркеров [60–62].

Следует особо подчеркнуть, что, несмотря на большой опыт генетических реконструкций процессов и факторов почвообразования в современных дневных почвах и ископаемых палеопочвах, проблема точной расшифровки структурно-организационных и вещественных признаков твердой фазы почв – носителей памяти остается во многом нерешенной. Наибольшая определенность существует на макроуровне почвенных профилей и горизонтов: соответствие определенных типов профилей и горизонтов более или менее определенным типам парцелл, экосистем, ландшафтов, биомов, разным типам климата и т. д. Одна из серьезнейших проблем исследования памяти почв состоит в недостаточном знании о связях признак (процесс) – фактор на других уровнях иерархической организации почвенного тела. Мы научились реконструировать последовательность формирования тех или иных признаков, даже иногда датировать конкретные признаки [5, 14, 17, 28, 31], однако далеко не всегда мы владеем в достаточной мере детальной информацией о связи тех или иных почвенных характеристик, внутреннего строения и состава почвенных новообразований с конкретными условиями их формирования.

Очевидно, что дальнейшее изучение твердофазных признаков почв – носителей почвенной памяти, на всех иерархических уровнях организации и во всех типах твердофазного вещества почв, – приведет к открытию и осознанию новых и все более “тонких” и скрытых слоев памяти и, соответственно, к все более детальным реконструкциям на этой основе процессов и факторов почвообразования.

ПАМЯТЬ ПОЧВ КАК ОДИН ИЗ БЛОКОВ ПАМЯТИ ГЕОСИСТЕМ

Выше мы рассмотрели почву как одну из подсистем в составе геосистем, способную записывать и хранить информацию об окружающей среде и ее изменениях, а также подходы и методы, используемые для анализа почвенной записи, позволяющего реконструировать условия среды. Возможностями записи взаимодействий биосфера–геосфера–человек в геосистемах обладает не только почва. Сходные информационные функции имеются также у других подсистем в составе геосистем (рельеф, минеральные и органические осадочные отложения, ледниковые льды), а также у отдельных компонентов внутри подсистем (жильные льды, спелеотемы, кораллы и др.). Все эти разные источники информации, архивы , типы записи широко используются в палеогеографии для познания пошлого геосистем. Однако теоретические основы памяти биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий в настоящее время в значительной степени разработаны только для почвенных систем. Никаких обобщений, касающихся других блоков памяти геосистем и типов записи внутри них: их специфических особенностей, сходств и различий – пока не было сделано. В то же время ретроспективные и прогнозные исследования геосистем становятся все более актуальными. В таких исследованиях все чаще используется более чем один тип записи изменений среды, природный архив. Мультидисциплинарные подходы в этой области все чаще осознаются как наиболее перспективные и информативные (в англоязычных работах такой комплексный подход принято называть multi-proxy studies, где слово “proxy” может использоваться как в значении индикатора среды и ее изменений, так и в значении записи, летописи, архива). Каждый тип записи изменений среды, каждый метод, используемый для получения информации об изменениях среды, обладают своими особенностями и ограничениями, для каждого типа записи необходим валидный материал: достаточное количество и удовлетворительное качество носителей памяти. В силу перечисленного в любой записи могут быть пробелы. Чем больше типов записи исследовано для локальной геосистемы, или региона, тем более полной и достоверной информацией о прошлом геосистем обладает исследователь.

Итак, известные архивы, летописи, типы записи, которые могут служить источником информации о прошлом геосистем, можно рассматривать как блоки памяти биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий, детали “пазла” , слагающие целостную картину развития во времени – память геосистем (рис. 4). Всю совокупность блоков памяти геосистем можно подразделить на иерархически организованные блоки ранга подсистем (рельеф, почвы, педолитокомплексы и педолитоседименты, разнообразные минеральные и органогенные отложения, ледниковые льды) и отдельно взятые объекты внутри подсистем (деревья, жильные льды, спелеотемы, кораллы). По составу блоки памяти геосистем могут быть с некоторой долей условности подразделены на поликомпонентные (почвы, рельеф, большая часть минеральных отложений) и олиго-, или монокомпонентные (большая часть органогенных отложений, льды, спелеотемы, кораллы, деревья и др.). В целом, чем более сложен по составу и организации блок памяти, тем более он информационно емок с одной стороны, но с другой – тем более сложен для анализа.

Рис. 4.

Блоки памяти геосистем.

Каждый из блоков памяти геосистем характеризуется присущими ему носителями памяти, индикаторами природных изменений, proxy indicators , которые можно определить как компоненты, элементы строения блока памяти, их отдельные признаки и свойства, записывающие и сохраняющие информацию о былых условиях среды, о смене условий. Носители и индикаторы изменений среды это – минеральные зерна, агрегаты, почвенные новообразования, спорово-пыльцевые комплексы, диатомовые комплексы, хирономидные комплексы, комплексы макроостатков биоты, фитолиты, изотопы С, N, O, газовые включения во льдах и т. д., состав микроэлементов, состав биомаркеров, годичное кольцо (древесина, спелеотемы), годичный слой (варвы ленточных глин) и др. Основные индикаторы, носители памяти , присущие каждому из рассмотренных блоков памяти геосистем представлены на рис. 4.

В основе большинства блоков памяти геосистем лежит послойная, книгоподобная запись: последовательное накопление, прирост с течением времени слоев минеральных отложений, торфа, льда, спелеотем, кораллов, деревесных колец. Из широко используемых и распространенных блоков памяти, архивов только почвы и рельеф имеют отличный тип записи. Тип записи, характерный для рельефа, в некотором смысле близок к почвенному. Запись в почве происходит в едином трехмерном объеме породы, в рельефе – в трехмерном пространстве ландшафта. В рельефе результатом изменений среды во времени является изменение, деградация и/или захоронение отдельных форм рельефа и их комбинаций, повышение/снижение интенсивности развития форм, возникновение новых форм на дневной поверхности. Такую запись, так же как почвенную, можно считать палимпсестной. Один из блоков памяти – педолитокомплексы – сочетает книгоподобную седиментогенную запись с палимпсестной, почвенной.

Несмотря на то, что в целом для почвенных систем характерен палимпсестный тип записи, а для осадочных пород – книгоподобный, внутри почв, как упоминалось выше, встречаются объекты, элементы строения, записывающие информацию послойно и обладающие смешанным: книжно-палимпсестным типом записи, и, напротив, внутри осадочных пород и других слоистых архивов встречаются элементы палимпсестной записи, наложенной записи: первичные (конседиментационные) признаки и постседиментационные (диагенетические), которые тоже являются носителями информации. Примером палимпсестного типа записи внутри осадочных систем могут служить криогенные признаки. Так, в криогенных горизонтах осадочных толщ мерзлотные процессы часто накладываются на отложения заведомо более древние. Мерзлотно деформированными могут быть отложения теплых периодов, например, согласно их спорово-пыльцевым спектрам.

Поскольку все записи природных изменений имеют пробелы, неполноту, ограничения в распространении и применении, корреляция разных типов записей, блоков памяти геосистем, безусловно, повышает достоверность и полноту реконструкций среды [35, 38]. Однако, как показывает практика, такая корреляция всегда очень сложна и пока позволяет верифицировать однозначно только климатические и другие природные сигналы высокой интенсивности, соответствующие событиям высокого ранга, длительным периодам в развитии геосистем [54, 59]. Для продуктивной корреляции разнотипных записей необходима специальная работа по их сравнительному анализу: сопоставление особенностей фиксации, трансформации и сохранения информации в каждом из блоков памяти геосистем, в частности, о пространственной и временной разрешающей способности записей разного типа, чувствительности носителей информации к изменениям среды, скорости отклика системы на разные типы сигнала (на изменения различных климатических параметров системы, на разнотипные антропогенные воздействия и пр.). Такая работа – один из важных горизонтов дальнейшего развития знания о поведении геосистем во времени, или, иначе, памяти геосистем и их компонентов о биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как видно из обзора современного состояния знания о закономерностях поведения почвенных систем во времени, обобщенного в генетическом почвоведении в виде концепции памяти почв, объем накопленного к настоящему времени фактического материала о почвах прошлого и истории развития дневных полигенетичных почв колоссален, но степень генерализации и обобщения этого материала пока невелика. Глобальные корреляции изменений почв и соответствующих им изменений среды в разные периоды геологической истории, для разных регионов мира – дело будущего и, будем надеяться, недалекого.

Если говорить о дальнейшем развитии и углублении исследований почв, как одного из блоков памяти геосистем, то наибольшие перспективы нам видятся, с одной стороны, в расширении спектра методов, используемых для исследования вещества, твердофазного каркаса почв, а с другой – в неразрывной связи исследований компонентов, элементов строения “кирпичиков” почвенного тела с его иерархическими морфогенетическими исследованиями. Ведь только исследования морфологии почвенного тела на разных уровнях его организации позволяют понять всю его сложную архитектуру, дают ключ к реконструкции совокупности и последовательности процессов, формирующих почвенный профиль, к раздельной диагностике элементов литопамяти, почвенной памяти последовательных фаз педогенеза для полигенетичных почв и диагенетической памяти для погребенных палепочв.

Что касается исследований поведения во времени геосистем, будущее здесь, безусловно, за комплексным подходом. Мультииндикаторный анализ, корреляция нескольких типов записи природных изменений в палеогеографии в последние десятилетия все больше становится обычной практикой. Исследования почв как памяти геосферно-биосферно-антропосферных взаимодействий, также весьма перспективно сочетать с изучением других блоков памяти геосистем. Особенно продуктивным, на наш взгляд, является анализ всех доступных блоков памяти при исследовании прошлого локальных геосистем. Отдельным, очень перспективным направлением мы считаем параллельный анализ внутри одной геосистемы слоистых внутрипочвенных архивов: кутан различного состава, конкреций со слоистыми непочвенными записями органогенных и минеральных отложений, древесных кернов и др.

Для успешного развития комплексных подходов в исследовании развития геосистем во времени необходим теоретический анализ источников палеогеографической информации, различных носителей и типов записи природных изменений: оценка различий в механизмах записи на разных носителях и в разных типах записи, устойчивости признаков, чувствительности и скорости отклика разных блоков памяти геосистем и носителей записи на те или иные изменения среды, пространственной и временной разрешающей способности разных типов записи, степени генерализации сигнала при записи на разных носителях и в разных блоках памяти.

Благодарность. Работа выполнена в рамках программ ФНИ, ГЗ ИГРАН 0148-2016-0003 “Географическая оценка естественной и антропогенной эволюции почв на основе концепции памяти почв для целей рационального природопользования”, а также при поддержке проекта РНФ № 14-27-00133 (полевые исследования). Авторы выражают благодарность зав. лаб. эволюционной географии ИГРАН, д. г. н. А.В. Панину за ценные советы при подготовке рукописи, м. н. с. ИГРАН Ю.В. Конопляниковой за помощь в подготовке иллюстраций.