Почвоведение, 2019, № 12, стр. 1454-1470

ВВЕДЕНИЕ

Экологический атлас России, изданный в 2017 г., содержит 17 карт почвенной тематики. Информация о составе и строении почвенного покрова, свойствах и режимах почв включена в атлас как необходимый элемент характеристики экологической обстановки, как условие ее понимания и оценки ее стабильности, а также обоснования прогноза ответных реакций природных систем на антропогенные воздействия. В соответствии с назначением атласа осуществлялся выбор тематики карт почвенной группы. Научно-справочные атласы²², комплексные и тематические, составленные в последнее время, содержат немало карт почвенной тематики. Возрастающее количество и разнообразие подобных карт связано с накоплением фактических сведений о почвах, развитием методологии картографирования, а также востребованностью информации о почвах.

В комплексных отечественных региональных атласах и национальных атласах разных стран, изданных за последние три десятилетия, широко представлены различные почвенные карты. В отечественных региональных атласах количество карт почвенной тематики достигает 25 [3]. В национальных атласах количество почвенных карт колеблется от 1 до 45 [7]. Базовая почвенная карта дополняется картами, отражающими отдельные свойства почв (рН, содержание и состав гумуса, мощность горизонтов, содержание карбонатов, солей, состав глинистых минералов, гранулометрический состав), гидротермические режимы, строение почвенного покрова, почвенно-географическое районирование и другие.

Большое внимание в комплексных атласах уделено прикладным почвенным картам, среди которых выделяются два блока: сельскохозяйственные (относительно традиционные) и экологические. К последним относятся карты, представляющие содержание в почвах определенных химических элементов-загрязнителей, деградационные процессы, прогноз возможных антропогенных изменений почв, а также некоторые элементы функционирования почв [7].

Среди тематических атласов особый интерес представляют почвенные и экологические. Издание почвенных атласов свидетельствует о востребованности обществом информации о почвах. Таких атласов создано еще немного, и они существенно различаются по назначению, содержанию, информативности и научному уровню.

Атласы почв континентов и крупных регионов мира составлены по единой программе на основе почвенной карты ФАО [47] и Международной классификации WRB [49]. Это атласы Европы [54], Африки [53], Латинской Америки [44], Северного Циркумполярного региона [55]. В них много внимания уделяется популяризации информации о почвах, атласы иллюстрированы прекрасными фотографиями почвенных разрезов, обнажений, ландшафтов, схемами, графиками, пояснительными текстами; описываются главные единицы Международной классификации почв, сообщаются сведения об обеспеченности территории базами данных. Кроме почвенной карты ФАО [47], других карт очень мало, они схематичны и очень мелкого масштаба от 1 : 40 до 1 : 80 млн. К ним относятся карты деградации почв, потерь почв от эрозии, потерь гумуса, а также схематические карты некоторых почвенных свойств (рН, содержание гумуса, емкость катионного обмена, гранулометрический состав и др.).

Почвенные атласы стран представляют значительный научный интерес. Приведем в качестве примера научно-справочные атласы, отличающиеся высокой информативностью и наибольшим набором карт.

Национальный Атлас почв РФ [29] содержит полную и разнообразную информацию о почвах. В девяти разделах представлены следующие темы: факторы почвообразования, почвенные горизонты (ареалов диагностических горизонтов по “Классификации и диагностике почв России” [27]), почвы, почвенный покров (структуры почвенного покрова, педоразнообразие), свойства и режимы почв, экологические функции (бонитет, окислительные и сорбционные функции, устойчивость), антропогенные изменения, использование почв и земельных ресурсов, охрана почв. Масштабы карт от 1 : 15 до 1 : 60 млн. Большой раздел посвящен почвенным и земельным ресурсам субъектов РФ. Он содержит фрагменты Почвенной карты масштаба 1 : 2.5 млн [35] для каждого субъекта РФ и сведения о структуре земельных угодий по данным Федерального государственного статистического наблюдения за земельными ресурсами на 2006 г. Почвенно-экологический раздел представлен картами баланса гумуса, эрозии, загрязнения тяжелыми металлами, прогноза изменений почв при нефтедобыче и размещения заповедников.

Атлас почв Азербайджана [45] содержит много базовых и прикладных карт масштаба 1 : 1.5 млн, основанных на фактических материалах. Карты сгруппированы в 4 раздела: почвы – 26 карт, агрохимия – 12, мелиорация – 16, экология – 24 карты. Специфике хозяйства страны соответствует определенный набор карт, например, почвенно-климатических, мелиоративных, засоления почв, содержания микроэлементов, карт, связанных с виноградарством. Среди карт атласа есть оригинальные, например, “Антропогенные почвы, используемые в сельском хозяйстве”, “Генетические формы засоления почв”, “Распространение почвенных беспозвоночных”.

Экологические атласы. В продолжение традиции атласного картографирования на географическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова создано два Экологических атласа России в 2002 и 2017 гг. [39, 40].

Атлас 2002 г. содержит 6 разделов, в целом соответствующих основным направлениям экологического картографирования [38]. В атласе 13 карт почвенной тематики, они входят в основные разделы: “Условия формирования экологической обстановки”, “Изменения природной среды”, “Экологическое состояние природной среды”. Кроме собственно почвенной карты, в атлас включены карты деградационных процессов (дегумификации и переуплотнения), засоления, гидроморфизма, водной и ветровой эрозии, почвенно-геохимических обстановок, условий миграции тяжелых металлов, нефтепродуктов, пестицидов и радиационного загрязнения [39].

Исходя из имеющегося у авторов опыта мелкомасштабного почвенного картографирования и концепции нового Экологического атласа [25], составлена серия карт, в том числе оригинальных, и разрабатывалась методология интерпретационного тематического картографирования (табл. 1). Результатам этих работ посвящена настоящая статья.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Массив карт почвенного содержания масштабов от 1 : 20 до 1 : 40 млн распределен между четырьмя разделами атласа в следующей логической последовательности, принятой в атласе: исходный природный объект, его реальные свойства, режимы и протекающие в нем процессы и функционирование → антропогенные воздействия, изменившие исходные свойства → экологические условия и риски, связанные с почвами → существующие и необходимые меры по сохранению почв. Особое внимание уделено картографированию тех показателей, которые определяют функции почв как природных, так и измененных деятельностью человека, а также устойчивость почв к разным видам воздействий.

В атлас включены как традиционные, так и оригинальные карты. Часть карт повторяет тематику карт Экологического атласа 2002 г., но они дополнены новыми материалами. По сравнению с почвенным атласом РФ [29], набор почвенных карт нового атласа отличается соответствующей направленностью, карты с близкими названиями имеют несколько иное содержание; кроме того, карты Экологического атласа, как правило, составлены в более крупном масштабе.

По методам составления карты атласа разделяются на фактологические и интерпретационные. Первые основаны на аналитических данных, информации из литературных и картографических источников, материалах дистанционного зондирования. Примерами фактологических карт в атласе служат карты: Гумус в почвах, Тепловой режим почв, Красная книга почв.

Составление интерпретационных карт предполагает анализ свойств объектов и связей между ними. Информация о почвах и ландшафтах, имеющая значение для оценок тех или иных явлений, интерпретируется под определенным углом зрения, выявляются связи между явлениями и закономерности, что создает новую информацию, которая выносится на карту [4, 43]. Глазовская сформулировала принцип “прогнозной информативности природных факторов”, согласно которому, по комбинациям характеристик компонентов ландшафта можно создавать модели поведения элементов и оценивать устойчивость природных систем к антропогенным нагрузкам [11]. В отношении интерпретации почвенных свойств имеется некоторая аналогия с понятием “педотрансферные функции”, которые были определены как прогнозные зависимости, переводящие имеющиеся данные в необходимые для тех или иных целей [46]. Например, для почвенно-геохимических карт прямые сведения о свойствах почв и конкретных химических элементов и соединений интерпретируются с точки зрения возможности их миграции, трансформации и аккумуляции в почвах. Основным источником информации для большинства интерпретационных карт служит почвенная карта – ареалы почв и экспертная оценка свойств почв.

Сложность содержания карт почвенной тематики и обилие параметров, используемых при их составлении, требуют организации выносимых на карту показателей в форме табличных и матричных легенд [42].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Представление 17 карт Экологического атласа ограничим рассмотрением легенд и комментариями к ним, более подробными для оригинальных карт, большая часть которых относится к интерпретационным.

Базовая Почвенная карта. Легенда составлена в традиционном для отечественной картографии системе, по организации она близка легенде карты 1988 г. масштаба 1 : 2.5 млн [35]. Легенда включает почвы равнин, перечисленные в зональной последовательности (но без разделения на природные зоны), почвы гор, почвенные комплексы и почвообразующие породы. В названия почв – единиц легенды, включены термины из классификации почв России [27]. В ряде случаев “новые” названия почв дополняются их синонимами в традиционной системе. Новым элементом карты является введение в нее агропочв. В ареалах почв, где доля пашни превышает 50%, агропочвы показаны штриховкой по фону природной почвы; в ареалах с долей пашни ниже 50% вводится внемасштабный значок. Контурная часть карты представляет собой модифицированную версию почвенной карты авторов статьи, опубликованной в первом томе Национального Атласа России [30]. Информация о пахотных землях была получена путем дешифрирования космических снимков [50].

Рассмотрим карты Экологического атласа, составленные по фактическим материалам – фактологические.

Гумус в почвах. Специальная карта посвящена органическому веществу почв; она основана на аналитических и литературных материалах [2, 31]. Гумусное состояние почв отражено тремя показателями: запасами органического углерода в слое 0–100 см (т/га), типом гумуса верхнего горизонта – отношением С_ГК/С_ФК (рис. 1); дополнительно показаны мощности гумусовых/органогенных горизонтов. Содержание карты является результатом обобщения большого массива фактических материалов ее авторов, собранных в течение многих лет. Характеристики гумуса привязаны к единицам легенды и контурам базовой почвенной карты. Обзорный масштаб карты обусловил использование информации о наиболее распространенных почвах – единицах легенды, сгруппированных в более крупные общности по свойствам гумусового профиля. В отличие от Национального атласа почв России [29], где каждому показателю гумусного состояния почв посвящены отдельные карты, в Экологическом атласе был выбран путь интегрального представления трех характеристик на одной карте, что может быть более целесообразным для экологических оценок и принятия решений (рис. S1).

Гидротермическим режимам почв посвящены три карты главных составляющих почвенных режимов: теплового, водного и мерзлотного. Мелкомасштабных карт режимов опубликовано мало; известны обзорные карты мира увлажнения и температур, составленные в системе американской Soil Taxonomy [56], разные аспекты водного и теплового режимов представлены на картах в Национальном атласе почв Российской Федерации [29], атласе почв Азербайджана [45].Отдельные элементы режимов выносятся на почвенные базовые карты [34], карты почвенно-географического районирования [24] и мелиоративные [36, 45]. Сведения о гидротермических режимах почв используются при создании прогнозных карт поведения различных загрязнителей, особенно органических. Среди карт почвенных режимов Экологического атласа одна карта – теплового режима – относится к фактологическим, а две другие – к интерпретационным.

Карта Тепловой режим почв основана на одноименной монографии Димо [21], ее схематической карте и других литературных материалах [1, 23]. Большая часть показателей относится к слою 0–20 см, что объясняется наличием для него массовых данных метеостанций, с одной стороны, сосредоточенностью в нем почвенных процессов и его функциями в биогеоценозах и агроценозах, следовательно, отнесением к нему экологических нормативов, с другой стороны.

По среднегодовой температуре почвы на глубине 20 см выделено восемь градаций, представляющих типы теплового режима почв от экстремально холодного до очень теплого (рис. 2). Для более полной оценки обеспеченности теплом введены категории по суммам биологически активных температур. Континентальность почвенного климата оценивается по годовой амплитуде колебания температуры. К характеристике теплообеспеченности почв по верхнему слою добавлены сведения о глубине проникновения в почву биологически активных температур. На карте несколько параметров теплового режима представлены в единой системе, что отличает ее от серии карт отдельных элементов теплового режима в почвенном атласе РФ [29] (рис. S2 ).

Карта Красная книга почв России помещена в раздел Экологического атласа “Мониторинг экологического состояния окружающей среды и охрана природы”. Карта является новой, оригинальной, она создана по Красной книге почв России, первый выпуск которой был опубликован в 2009 г. [28]. Красная Книга почв России была составлена по аналогии с Красными книгами растений и животных, подлежащих охране, по инициативе и при деятельном участии Е.Д. Никитина.

Карта отражает состояние вопроса охраны почв в регионах; на ней показаны субъекты РФ, где ведется охрана почв, количество почв – объектов охраны и ее цели [8]. Число особо охраняемых объектов в регионах колеблется от 1 до 43, независимо от размера территории и разнообразия природных условий.

Анализ Красной книги позволил сгруппировать охраняемые почвы в 8 категорий по характеру самих объектов, целям и задачам охраны. Например, первая категория включает первоочередные объекты охраны, которыми являются природные (близкие к целинным) эталонные почвы: обыкновенные черноземы Каменной степи, выщелоченные черноземы и темно-серые почвы Шипова леса, дерново-подзолистые почвы Подмосковья (рис. 3).

К категории редких почв, сформировавшихся благодаря отдельным, не совсем обычным факторам почвообразования, например, специфике породы, отнесены почвы горного массива Кракка в Башкирии, сложенного ультраосновными породами – дунитами и серпентинитами, или рендзины “меловых боров” на выходах белого писчего мела в Белгородской области. К объектам особой охраны относятся почвы археологических объектов или почвы, обеспечивающие существование краснокнижных видов животных и растений. Отдельная категория отдана “полифункциональным почвам” с несколькими равнозначными функциями, среди которых было затруднительно выделить главную.

В итоге карта отражает разнообразие целей охраны почв, распределение охраняемых объектов по территории России, “специализацию” отдельных регионов в отношении целей охраны распространенных в них почв. Карта представляет собой первый опыт картографического отображения ценных и редких почв страны.

В атласе почв РФ [29] тематика охраны почв представлена в других аспектах на нескольких картах: показано размещение особо охраняемых природных территорий (ООПТ), а также территорий, перспективных для организации ООПТ с перечнем почв, в них не представленных, и местоположений эталонных почв, включенных в Красную книгу (рис. S3 ).

Интерпретационные карты разнообразны по содержанию, почвенным параметрам и, как правило, составляются в контурах почвенной карты. Для каждой карты выбираются определенные параметры, которые подвергаются ранжированию, интерпретации в соответствии с конкретными целями [4]. Методология создания интерпретационных карт разрабатывалась для ряда карт почвенной тематики, образующих в Экологическом атласе особый блок карт, связанных друг с другом содержанием и системой контуров.

Карта Структуры почвенного покрова дополняет почвенную карту информацией о строении почвенного покрова, представлениями о возможных путях миграции химических элементов, в частности, техногенных потоков веществ в ландшафтах. Методология составления карты основана на интерпретации информации о составе почвенного покрова с почвенной карты и анализе условий рельефа – с геоморфологической карты. Единицы легенды сгруппированы по типам почвенных комбинаций и формам рельефа, характеризующих геометрические формы комбинаций и их генезис (табл. 2; рис. S4 ).

Карта Водный режим почв основана на представлениях о типах водного режима Роде [37] и соответствующей группировке почв, исходя из почвенно-генетических концепций. На территории России 6 “классических” типов водного режима детализированы в форме 16 категорий (табл. 3). Так, промывной тип водного режима дифференцирован по скорости фильтрации, в зависимости от сложения почв и наличия мерзлоты в профиле; периодическое переувлажнение в почвах с промывным режимом разделяется на категории по продолжительности и источникам поступления избыточной влаги. В шести типах водного режима были введены категории, связанные с мерзлотой и переувлажнением, что существенно для территории России. Картографические единицы на карте водного режима получены путем объединения ареалов почв со сходными режимами (рис. S5 ).

Мерзлотные режимы почв представлены дифференцированно: для криолитозоны и территорий с зимним промерзанием почв. Соответствующим образом построена легенда карты, состоящая из двух частей: для территорий сплошного распространения многолетнемерзлых пород охарактеризованы процессами протаивания, а территории с сезонным промерзанием почв, напротив, – режимами промерзания. Были выбраны два показателя: продолжительность периода с положительной/отрицательной температурой почв в слое 0–20 см (по тем же соображениям, что и для карты теплового режима) и охват почвенного профиля процессами протаивания/промерзания (рис. 4).

При составлении были использованы криолитологические карты из Национального атласа России [30] и карты Экологического атласа [40]. Информация с этих карт интерпретируется в связи с представлениями о свойствах и режимах почв. Дополнительно на карте показаны проявления мерзлотных процессов в почвах: криотурбации, солифлюкция, мерзлотное трещинообразование, пучение (рис. S6 ).

Физико-химические условия водной миграции и аккумуляции веществ в почвах показаны на Почвенно-геохимической карте (рис. 5). В Экологическом атласе она выполняет функцию представления возможностей миграции, трансформации и аккумуляции веществ, в том числе техногенных, в почвах: карта отражает общие универсальные закономерности пространственного варьирования условий, определяющих поведение различных химических элементов и их соединений.

Содержание карты разработано методом целенаправленной интерпретации свойств почв с позиций основных теоретических положений геохимии ландшафтов [4, 13, 16, 33]. Ведущими универсальными факторами, определяющими миграционную способность веществ в почвах, являются водный режим, окислительно-восстановительные и кислотно-основные условия. Сочетания этих обстановок осложняются другими свойствами почв, среди которых существенное значение для миграции веществ имеет проницаемость почв, с одной стороны, и их сорбционные свойства с другой; которые оцениваются по гранулометрическому составу и содержанию гумуса. При составлении использовалась информация с почвенной карты и общие представления о физико-химических свойствах почв (рис. S7 ).

Миграция веществ в почвах осложняются наличием в радиальном профиле почв геохимических барьеров [18, 33 ]. Геохимические барьеры и их сочетания в почвах контролируют состав и интенсивность геохимических потоков природных и техногенных веществ, они влияют на устойчивость почв к различным видам техногенных воздействий. Методологической основой картографирования барьеров служит идея целенаправленной интерпретации генетических горизонтов почвенного профиля как системы радиальных геохимических барьеров [5, 18, 19]. Различают поверхностные барьеры в верхней части профиля и внутрипочвенные.

Поверхностные биогеохимические барьеры имеют особенно важное экологическое значение, поскольку они в первую очередь аккумулируют поллютанты, поступающие на поверхность почвы. Биогеохимические барьеры делятся на органические (торф, лесные подстилки и степной войлок, торфяно-подстилочный и перегнойный горизонты) и органо-минеральные (гумусовые горизонты) (рис. 6). Они различаются емкостью, то есть способностью удерживать то или иное количество химических элементов и соединений. Группировка барьеров для легенды карты произведена экспертным путем на основании комплекса почвенных свойств. В легенде карты выделено 10 вариантов поверхностных биогеохимических барьеров (рис. S8a ).

Внутрипочвенные барьеры более разнообразны по механизмам функционирования. По факторам аккумуляции барьеры разделяются на физико-химические и механические (рис. 6). Физико-химические барьеры включают: сорбционный, карбонатный, содовый, испарительный, глеевый. Наиболее экологически эффективны и универсальны сорбционные барьеры, которые в зависимости от преобладающих механизмов сорбции могут быть сорбционно-седиментационными и хемо-сорбционными [18]. В профиле почв они соответствуют срединным горизонтам: текстурным и метаморфическим в первом случае и альфегумусовым во втором. Далее барьеры подразделяются на три группы по емкости, оцениваемой по гранулометрическому и химическому составу горизонтов и их мощности. В качестве механических барьеров выступают контакты литологических слоев, многолетнемерзлые и плотные породы (рис. S8b ).

К новым по содержанию картам относится карта Почвенных и ландшафтно-геохимических процессов (рис. 7). Ее можно рассматривать как иллюстрацию механизмов формирования явлений, представленных на трех предыдущих картах. Карта процессов представляет собой “карту-концепцию”, созданную экспертным путем на основе базовых положений геохимии ландшафтов и теории элементарных почвенных процессов [12, 17, 33, 41].

В табличной легенде карты почвенные и ландшафтно-геохимические процессы представлены в единой системе. Они сгруппированы в пять крупных блоков по соотношению аккумуляции, миграции, трансформации веществ и турбаций твердофазного материала. Среди аккумулятивных процессов в качестве универсальных приняты образование и накопление гумуса и детрита. Трансформационные процессы специфичны, некоторые сопровождаются миграцией и выносом веществ из элювиальных ландшафтов в аккумулятивные. К инситным процессам отнесены оглеение, разные виды выветривания. Миграционные процессы в сочетаниях с трансформационными и аккумулятивными определяются биоклиматическим потенциалом миграции. Турбационные процессы включают крио- и зоотурбации.

На фоне основного содержания карты штриховым фоном показаны механизмы перераспределения вещества в ландшафтах, прежде всего в катенах, то есть процессы водной и механической миграции; последние подразделяются на делювиальные, обвально-осыпные, криогенные и эоловые.

Единицы легенды карты представляют собой ареалы определенных сочетаний процессов, а сами процессы идентифицированы в почвах, выделенных на базовой почвенной карте (рис. S9 ).

В России и в мире составлялись карты деградации почв, основанные на разных принципах, способах оценки и определений самого явления. Однако общим элементом многих карт было вынесение в легенду и/или на карту факторов деградации почв; сами проявления деградации оценивались различными способами и с разных позиций [20, 48, 57].

Одна из задач введения карты Деградация почв в Экологический атлас заключается в создании адекватных представлений о почвенном покрове страны, поскольку на традиционных мелкомасштабных почвенных картах антропогенно нарушенные почвы обычно отсутствуют. Это связано с определенными проблемами: трудностями выявления ареалов измененных почв, сложной комбинаторикой антропогенных воздействий, динамичностью новых свойств и процессов [10]. Вместе с тем пространственная картина деградационных процессов в почвах представляет значительный интерес для оценки экологического состояния почвенного покрова.

Напомним, что на базовой карте в атласе показаны только агропочвы. Исходя из многообразия факторов деградации, на карте Деградация почв показаны комбинации деградационных процессов в почвах, сгруппированные по семи очень обобщенным видам воздействий (рис. 8). Первые три вида, связанные с сельским хозяйством: традиционное земледелие, орошаемое земледелие и пастбищное скотоводство, характеризуются широким распространением, значительной продолжительностью и постоянством. Вырубки и пожары локальны, их ареалы непостоянны и меняются практически ежегодно, так что ими оказывается охваченной значительная площадь. Горнодобывающая промышленность и городские агломерации максимально трансформируют почвы, но ареалы их проявлений в мелком масштабе локальны. В зависимости от видов воздействия и свойств природных почв результаты оказываются разнообразными, часто они образуют сложные динамичные сочетания.

Сочетания деградационных процессов являются основным содержанием карты, и по ним формируются единицы легенды. Набор деградационных процессов зависит от вида воздействия, свойств исходных почв и ответных реакций, и он в общем виде хорошо известен по многим литературным и картографическим материалам. Одним из источников информации при разработке содержания карты была монография [20]. Ареалы вырубок и пожаров определялись по соответствующим картам в Экологическом атласе, составленным по космическим снимкам (рис. S10 ).

Карта Экологические функции почв является первым обращением к картографированию функций почв, несмотря на интерес к этому вопросу в России и в мире [48, 51, 52]. Первый опыт систематизации экологических функций почв принадлежит Добровольскому и Никитину [22]. Следуя предложенной ими группировке, на карте представлены 11 ведущих экологических функций, объединенных в четыре глобальные: ресурсные, биоценотические, средоохранные и геосферные [9] (рис. 9).

Все почвы выполняют почти все экологические функции, но в разных почвах соотношение функций и полнота их осуществления сильно варьируют в зависимости от свойств, процессов и режимов почв, комбинаций лимитирующих факторов и других обстоятельств. Поскольку карта является оригинальной, и методики составления подобных карт отсутствуют, остановимся подробнее на ее содержании. Был выбран путь интерпретации свойств и режимов почв и экспертной оценки функционирования почв в условных баллах (по трем градациям) в зависимости от эффективности выполнения каждой почвой тех или иных функций. Эффективность определялась экспертно по свойствам и режимам почв, почвенным процессам для каждой почвы – единицы легенды базовой карты. Дополнительно введена категория “периодическое функционирование”. Примером последнего может служить функционирование бурых аридных почв, где оно происходит только в короткие периоды увлажнения. В некоторых случаях оценка тех или иных функций не проводилась, например, в переувлажненных почвах не определялась доступная влага, в бурых аридных почвах, напротив, не имело смысла рассматривать вклад почв в формирование химического состава поверхностных вод.

Таким образом, на качественном уровне оценивались возможности осуществления почвой каждой экологической функции. В результате легенда карты содержит 20 единиц, представляющих собой группы почв, различающиеся интегральной интенсивностью функционирования и набором выполняемых функций.

К группе многофункциональных почв относятся почвы с высоким содержанием гумуса, полноразвитым профилем и широким спектром свойств: черноземы, черноземы квизиглеевые, гумусово-квазиглеевые, серые, буроземы, аллювиальные. К малофункциональным относятся почвы с низким содержанием гумуса, часто с укороченным и/или щебнистым профилем, обладающие рядом неблагоприятных особенностей. Интенсивность их функционирования можно считать низкой. Группа включает литоземы, подзолы, солонцы. В переходную группу входят почвы “среднего качества”, без ярко выраженных ограничений функционирования. Они включают дерново-подзолистые, каштановые, некоторые горные почвы, вулканические. Часто экологические функции почв проявляются только в отношении отдельных явлений. Например, торфяные почвы, отличаясь малым запасом элементов питания, неблагоприятными биоценотическими условиями, получили высокие баллы в отношении сорбции и защиты грунтовых вод, поглощения и аккумуляции диоксида углерода.

Дополнительно на карте представлены лимитирующие факторы – ярко выраженные негативные свойства окружающей среды, ограничивающие функционирование почв: избыточное или недостаточное увлажнение, низкие температуры и мерзлота, засоление, малая мощность и каменистость почвенного профиля. Анализ экологических функций почв проводился для естественных почв, не подверженных антропогенным воздействиям, которые неизбежно модифицируют функционирование почв. Поэтому для более адекватного отражения реальной ситуации на карте показаны ареалы пахотных почв с существенно измененными функциями (рис. S11 ).

Ряд интерпретационных карт завершается четырьмя картами более конкретного содержания: Эколого-геохимической устойчивости почв к загрязнению нефтью и нефтепродуктами, свинцом, селеном и цезием-137. Выбраны приоритетные загрязнители с существенно различными свойствами и миграционной способностью с одной стороны, и с различными источниками поступления в ландшафты – с другой. Содержание карт сформировано путем интеграции сведений по геохимии загрязняющих веществ и экспертной оценки факторов эколого-геохимической устойчивости почв к конкретным загрязнителям, знания ответных реакций почв. На этом основании разрабатывается прогноз поведения конкретных элементов и соединений и выявляются риски загрязнения почв. При оценке устойчивости почв рассматривались миграционная способность загрязнителей, их аккумуляция на геохимических барьерах, факторы рассеяния и трансформации, а также интенсивность вовлечения в биологический круговорот [11, 16].

В легенде карты Устойчивость почв к загрязнению нефтью представлены экспертные оценки устойчивости: низкая, средняя, высокая. Они основаны на интерпретации не столько свойств почв, сколько климатических и других факторов, влияющих на поведение органических углеводородов в ландшафтах [6].

Прогноз последствий техногенного поступления в почвы неорганических загрязнителей (свинца, селена, стронция) оценивается на основании литературных материалов [14–16, 26, 32], информации с почвенной карты и ряда производных карт атласа: почвенно-геохимической, геохимических барьеров. Результаты интерпретации и оценки даны в легендах в категориях прогноза: интенсивное выщелачивание, преимущественное накопление, высокая опасность возникновения техногенных аномалий и развития эндемичных заболеваний и др. В качестве примера приведем карту опасности загрязнения почв селеном (рис. 10; рис. S12 ).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разнообразие свойств почв обширных территорий отражено с большей или меньшей степенью подробности в комплексных и тематических атласах, в том числе почвенных и экологических. В обоих изданиях Экологического атласа России 2002 и 2017 гг. имеется большой набор карт почвенной тематики; содержание и система контуров которых связаны с базовой почвенной картой. Во втором издании Экологического атласа массив таких карт распределен между четырьмя разделами, дополняя или обосновывая условия формирования экологической обстановки и ее современного состояния.

По методике составления карты почвенной направленности в новом Экологическом атласе являются фактологическими и интерпретационными. Мелкий масштаб карт и концепция атласа предопределяют значительную долю экспертных оценок при разработке содержания карт. Значительный объем разнообразной информации, выносимой на карты, потребовал использования легенд табличного типа.

Большая часть карт входит в раздел атласа, посвященный условиям формирования экологической обстановки; это карты гидротермических режимов, гумусного состояния почв, геохимических барьеров. Некоторые карты имеют аналоги в других атласах, в том числе почвенных атласах России и Азербайджана, но отличаются от них интегральным представлением отдельных характеристик объектов и экологической направленностью. Несколько карт оригинальны по тематике, методам составления и содержанию, например карты, Почвенных и ландшафтно-геохимических процессов, Красной Книги почв, Экологических функций почв.

Составление мелкомасштабных атласных карт отдельных почвенных характеристик и их комбинаций, создающие новое качество, а также экологически ориентированная интерпретация свойств почв иллюстрируют высокую информационную емкость почвенного покрова и его компонентов.