Педагогические науки/2.Проблемы подготовки специалистов

К.т.н. Яцынин М.Н., д.б.н. Яцынин Н.Л.

Арзамасский государственный педагогический институт, Россия

Инновация представлений о педосфере

в естественнонаучных дисциплинах высшего образования

Эколого-экономическое мышление у студентов высших учебных заведений формируется в процессе усвоения таких дисциплин, как «экология», «естественнонаучные картины мира», «концепции современного естествознания», «почвоведение», «безопасность жизнедеятельности» и «экономика природопользования». Основывается формирование эколого-экономического мышления на естественнонаучных знаниях о биосфере, которые развивал акад. В.И.Вернадский ещё в начале ХХ века [1]. Он выделял в биосфере 3 сферы: атмосферу, литосферу, гидросферу и 4 вещества: живое, биокосное, биогенное и косное. Последние три вещества, по В.И.Вернадскому, являются составными частями литосферы. Это представление В.И.Вернадского в значительной степени устарело и требует инновационного совершенствования, хотя постоянно повторяется в учебниках естественнонаучных дисциплин, что свидетельствует о недостаточном освещении в них новых научных знаний [2,3, и др.].

Инновация представлений о педосфере в естественнонаучных дисциплинах должна осуществляться по трём направлениям: 1 – формулирование определения понятия педосферы и её структуры; 2 - уточнение определения понятия почва и её функций в биосфере; 3 - уточнение определения понятия «биокосное вещество» биосферы и его структуры.

На современном уровне научных знаний в составе «экологически открытых природных систем» биосферы необходимо выделять 4 сферы: атмосферу, педосферу, литосферу и гидросферу [4,5]. Педосфера и литосфера – это две «природные системы», имеющие различный генезис. Генезис литосферы – это результат самоорганизации материи косного вещества под влиянием абиотических факторов. В состав литосферы входят породы осадочного чехла планеты, с включением биогенных веществ, кора выветривания из кристаллических минералов и верхняя часть мантии. Генезис педосферы – это результат самоорганизации элементоорганической материи под влиянием биотических и абиотических экологических факторов.

ПЕДОСФЕРА (от анг. Pedological – почвенный + sphaira — шар) - объективная реальность существования самоорганизующихся материй макромира в виде единой жизнедействующей экологически открытой природной системы планеты Земля, представленной «биотерраценозами» геосистемного почвенного слоя биосферы. Структура педосферы Земли подразделяется на почвенно-географические регионы:

1. Почвенно-биоклиматические пояса – это ареалы педосферы, сходные по радиационно-температурным факторам среды. Выделяют 5 поясов: полярный, бореальный (умеренный), суббориальный (лежаший ниже умеренного), субтропический и тропический.

2. Почвенно-биоклиматические области – это ареалы почвенно-биоклиматического пояса, сходные радиационно-температурными факторами и условиями влажности, влияющими на особенности процессов выветривания, развития растительности, животного мира и почвообразовательного процесса.

3. Почвенные зоны - это ареалы распространения зонального почвенного типа. Например, зона чернозёмов или зона серозёмов и т.д.

4. Почвенные провинции – это части почвенной зоны, в которой тип почвы отличается от других почв этого типа особенностями, обусловленных отличительными экологическими факторами среды в виде влажности, температуры, растительности и материнских пород.

5. Почвенные округа - это части провинции, в которой почва отличается от почв этого типа особенностями обусловленными рельефом и материнскими породами.

6. Почвенные районы - это части округа с однотипной структурой почвенного покрова [6].

ПОЧВА – единая, самоорганизующаяся природная система - «биотерраценоз», состоящий из четырёх фаз: 1 - твёрдых кристалло-молекулярных полидисперсных частиц биокосного вещества; 2 - почвенного раствора; 3 - почвенного газа и 4 - биоты в виде растений, животных, насекомых и микроорганизмов.

Почвы подразделяются на: типы, подтипы, роды, виды, разновидности и разряды [6]. Почвы бывают двух видов: «жизнедействующие» или биогенные, т.е. участвующие в круговороте биогеомассы и энергии и «не жизнедействующие», или минеральные, т.е. не участвующие в процессе круговорота биогеомассы и энергии. В природных условиях почва подобна живому организму («телу» по В.В.Докучаеву) и представляет собой «биотерраценоз», в котором протекают процессы аккумуляции и трансформации энергии и биогеомассы. Поэтому все почвы в естественных условиях биосферы являются жизнедействующими. Однако в погребённых или изъятых из природных условий почвах приостанавливается жизнь живых организмов, а вместе с ней приостанавливается и глобальный процесс интеррасинтеза элементоорганических соединений, в результате которого аккумулируется биогеомасса и энергия педосферы. Изъятая из природных условий почва превращается в «биокосное вещество» в виде минеральной совокупности не жизнедействующих кристалло-молекулярных полидисперсных фракций. С таким «биокосным веществом» почв и работают исследователи в лабораторных условиях, называя их почвами, что в корне неверно.

Функции почв в биосфере:

1. Экологические функции почв – это создание благоприятных условий среды для растений, животных, насекомых и микроорганизмов.

2. Энергетические функции почв – это аккумуляция энергии в глобальном процессе интеррасинтеза элементоорганических соединений кристалло-молекулярных дисперсий.

3. Аккумулятивные функции почв – это накопление биогеомассы при саморегенерации почв в процессе интеррасинтеза элементоорганических соединений из продуктов минерализации органических и неорганических веществ.

4. Гидрологические функции почв – это накопление влаги в генетических горизонтах, которая обеспечивает протекание всех внутрипочвенных процессов и обеспечивает жизнедеятельность всех продуцентов.

5. Газообменные функции почв – это поглощение из атмосферы кислорода и выделение продуктов жизнедеятельности живых организмов.

6. Трофические функции почв – это обеспечение продуцентов элементами питания, которые они усваивают в процессе гидролиза элементоорганических соединений кристалло-молекулярных дисперсий биокосного вещества.

7.Антиэрозионные функции почв – это сопротивление разрушению твёрдой поверхности Земли в процессе водной и ветровой эрозии.

8. Радиационные функции почв – это поглощение радиоактивных элементов, которое до определённых пределов их поглощения выполняет санитарно-защитные функции, обеспечивая защиту наземных живых организмов от повышенной радиации. Однако, перенасыщение почв радиоактивными элементами создаёт агрессивную среду насыщения ими продуцентов, которые загрязняют всю трофическую цепь.

9.Жизнедействующие функции почв – это создание в процессе интеррасинтеза промежуточной - элементоорганической формы материи, которая соединяет живую и минеральную материю, обеспечивая непрерывность круговорота веществ и энергии в биосфере и участвуя в развитии органической жизни на Земле.

БИОКОСНОЕ вещество – совокупность полидисперсных фракций (частиц) механического состава минеральной части почв, подразделяемых на физическую глину, физический песок, гравий и камни. Все полидисперсные фракции биокосного вещества имеют единый кристалло-молекулярной уровень организации материи. Иными словами, любая частица (дисперсия) биокосного вещества почв состоит из единого кристалло-молекулярного комплекса. Центр этого комплекса представлен кристаллом какого-либо почвенного минерала, переходящего к периферии в молекулярные соединения. При этом существует определённая закономерность в соотношении кристаллической и молекулярной частей дисперсии: с уменьшением размера частицы увеличивается часть её молекулярных соединений. В фракциях физической глины молекулярные соединения составляют значительную часть единого кристалло-молекулярного комплекса частицы биокосного вещества. В фракциях физического песка и особенно гравия и камней молекулярные соединения представлены тонкой плёнкой.

Литература:

1. Вернадский В.И. Биосфера / Вернадский В.И. - М., 1967. - 376 с.

2. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология, Изд.6-е, доп. И переработ. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2003. – 576 с.

3. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. – Изд. 3-е, перераб. И доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2007. – 704 с.

4. Яцынин М.Н., Яцынин Н.Л. Формирование экологического мышления на основе современных знаний о биокосном веществе биосферы. –М.: Российский университет кооперации. 2009. – 581 с.

5. Яцынин Н.Л., Кремлёвская Т.Л., Яцынин М.Н. Интеррасинтез элементоорганических соединений и проблемы экологии. АСН РФ, Н.Новгород. – 1999. – 270 с.

6. Добровольский Г.В., Шеремет Б.В., Афанасьева Т.В., Палечек Л.А. Почвы. Энциклопедия природы России. – М.: АВF, 1998. – 368 с.