География почв. Разнообразие почв всегда было уже известным фактом. Однако четких представлений об их пространственном распределении не было.
Итак, среди пяти факторов почвообразования выделяются климат и живые организмы (растения и животные). К концу XIX века было общеизвестно их зональное расположение на земном шаре, обусловленное его формой и положением относительно Солнца. А если зональные факторы почвообразования, то справедливо предполагать зональность в расположении того, что они определяют, – почвы. Теперь нужен был факт, позволяющий предположить существование почвенных зон. И этот факт появился, причем были использованы такие простые показатели, как мощность гумусового горизонта и содержание гумуса в нем.
Когда В. В. Докучаев нанес на карту результаты определения содержания гумуса в черноземах европейских степей России и соединил линиями точки с одинаковым содержанием, он увидел вытянутую с юго-запада на северо-восток ленту черноземов с самым высоким содержанием гумуса. С юга и севера она ограничивалась полосами менее богатых гумусом почв с постепенным падением его содержания. Эта карта «изогумусовых полос», как назвал ее Докучев, впервые детально показывала зависимость содержания гумуса в почве от географических условий. Совпадение простирания изогумусовых полос с простиранием растительных подзон (луговые, типичные и сухие степи) и одной из важнейших климатических характеристик ландшафтов (коэффициента увлажнения) было несомненным.
Обнаруженное совпадение расположения почвенных, растительных и климатических характеристик, подтверждающееся результатами многочисленных экспедиций по Европейской России, Буковине, Бессарабии, Кавказу, Средней Азии; взгляд на почву как на самостоятельное природное тело, повсеместно обнаруженная устойчивая зависимость почвенных свойств от факторов почвообразования – все это позволило Докучаеву в конце концов сформулировать закон зональности почв, «...так как все названные стихии: вода, земи, огонь (тепло и свет), воздух, а равно растительный и животный миры несут неизгладимые черта закона мировой зональности, то и почвы – наш черноземы, подзолы и прочие – должны располагаться по земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и прочего. Действительность оправдывает это в большей степени, чем это можно было ожидать...» Как нетрудно догадаться, известный факт высотной поясности климата и растительности в горных районах позволил В. В. Докучаеву аналогичным образом сформулировать закон вертикальной поясности почв (т.е. смены почв с высотой).
Закону зональности подчиняются не только почвы. В статье «О зональности в минеральном царстве» Докучаев утверждал, что явления зональности проявляются и в подпочвенной толще; они резко выражены в характере всех рыхлых образований Европейской и Азиатской России, относящихся к четвертичному периоду кайнозойской эры.
Открытый им принцип согласия компонентов природы произвел на исследователя глубокое эмоциональное впечатление: «...мною издана почвенная классификация, где впервые почвенные зоны сливались и совпадали с зонами природы, зонами естественно-историческими, до такой степени тесно и дружно, что большей любви трудно ожидать даже от самых верных супругов, от самых примерных детей к родителям. В этих зонах видно высшее проявление мирового закона любви».
Соответствие характера почвенного профиля состоянию факторов почвообразования позволяет предугадать его основные черты. Так, в зоне каштановых почв сухих степей почвообразовательный процесс несомненно будет похож на черноземный. Но из-за недостаточного увлажнения, высоких температур почвы и малого количества растительности, в том числе и подземной, образование гумуса протекает менее интенсивно. Поэтому запасы гумуса в каштановой почве значительно ниже, чем в черноземе. В то же время промывание профиля здесь гораздо слабее, поэтому карбонат кальция, изначально содержавшийся в материнской породе, практически не вымывается из профиля и присутствует в нем с самой поверхности.
Еще южнее, в пустынных и полупустынных предгорьях и на предгорных равнинах Средней Азии, развиваются сероземы. Здесь еще жарче, еще суше, растительность еще более разрежена, ее биомасса по сравнению с черноземной чрезвычайно мала. Отмирающие части растений в значительной степени минерализуются (разлагаются на воду и углекислый газ без образования гумуса), и гумусовый горизонт маломощный, очень светлый и содержит 2%, редко до 4% гумуса.
Очень сильно отличаются от всех рассмотренных почв почвы жарких влажных территорий – тропических и экваториальных. Здесь температура редко опускается ниже +25 С, из-за обильных осадков почва насквозь промывается, под пологом леса образуется значительное количество кислого подвижного гумуса, способного разрушать силикатную составляющую почвенной массы (т.е. минералы, содержащие кремнезем). В этих условиях устойчивыми минералами в почвенном профиле являются только кварц и свободные гидроокислы железа (гидрогетит и гидрогематит) и алюминия (гиббсит). Почвы эти чаще всего окрашены в красный цвет и содержат незначительное количество гумуса (поскольку большая часть гумуса минерализуется, или превращается в легкоподвижный водорастворимый гумус).