Time as a “special” factor of soil formation

Abstract

It is shown that time has always been considered by soil scientists as a “special” factor of soil formation — the form of the soil's existence as a material body. Soil formation processes are almost always nonlinear in time and cyclical (often this cyclicity is interrupted by the flow of soil formation). The soil, as a natural body, on the one hand, obeys the internal laws of self-development (in particular, the erasure of “lithological memory” and the development of “soil memory” during one stage /spurt of evolution), on the other hand, is subject to various (including anthropogenic) factors of influence, theoretically, all types of nonlinear dynamic behaviors - chaos, multistability, amplitude decay, solitons. The change in soil condition over time within one stage of their multi-stage evolution is usually described by a logistic equation. Differentiating the state function S from time t allows us to get an idea of the rate dS/dt and acceleration d2S/dt2 of soil formation processes. The inflection points on the soil condition graph become the extreme points on the graphs of derivatives of soil formation. It is noted that dissipative processes prevail in the “first half”, and antidissipative processes prevail in the “second half” of each stage of evolution. The predominance of dissipative processes over antidissipative ones is not homogeneous at all: at first it occurs at the start of the acceleration of soil formation, and then — at the stage of decrease.

References

1. Александровский А.Л. Эволюция почв Восточно-Европейской равнины в голоцене. М., 1983. 150 с. 2. Александровский А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. М., 2005. 223 с. 3. Арманд А.Д., Таргульян В.О. Некоторые принципиальные ограничения эксперимента в географии (принцип дополнительности и характерное время) // Известия Российской академии наук. Сер. географическая. 1974. № 4. С. 129–138. 4. Вернадский В.И. Биосфера. Л., Науч.-технич. отд. В. С. Н. Х., 1926. 146 с. 5. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения. М., 2001. 375 c. 6. Герасимов И.П. Генетические, географические и исторические проблемы современного почвоведения. М., 1976. 298 с. 7. Герасимов И.П. Элементарные почвенные процессы как основа для генетической диагностики почв // Почвоведение. 1973. № 5. С. 102–113. 8. Гильманов Т.Г. Интерпретация формул Докучаева и Йенни в терминах системного анализа // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1977. № 3. С. 32–39. 9. Годельман Я.М. Структура почвенного покрова и землеустроительное проектирование // Почвоведение. 1977. № 9. С. 13–25. 10. Докучаев В.В. Доклад Закавказскому статистическому комитету об оценке земель вообще и Закавказья, в особенности: Почвенные горизонтальные и вертикальные зоны. Тифлис: тип. Канцелярии главноначальника гражданской части на Кавказе, 1899. 19 с. 11. Докучаев В.В. Лекции о почвоведении: избранные труды. М., 2024. 494 с. 12. Докучаев В.В. Избранные сочинения в трех томах / В.В. Докучаев. М., 1948–1949. Т. 1: Русский чернозём / Отв. ред. Т.А. Коваль. В томе также: В.Р. Вильямс. «Значение трудов В.В. Докучаева в развитии почвоведения», с. 12–20. 1948. 480 с. 13. Дроздюк А.В. Логистическая кривая. Торонто, 2019. 274 с. 14. Иванов И.В., Александровский А.Л., Макеев А.О. и др. Эволюция почв и почвенного покрова. Теория, разнообразие природной эволюции и антропогенных трансформаций почв. М., 2015. 925 с. 15. Йенни Г. Факторы почвообразования. М., 1948. 348 с. 16. Караваева Н.А., Таргульян В.О., Черкинский А.Е. и др. Элементарные почвообразовательные процессы: опыт концептуального анализа, характеристика, систематика. М., 1992. 186 с. 17. Некрасов А.М. Фазовая мультистабильность в диффузионно связанных нелинейных осцилляторах: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук. Саратов, 2007. 17 с. 18. Основы почвоведения и география почв: Учебник для геогр. фак. ун-тов / И.П. Герасимов, М.А. Глазовская. М., 1960. 490 с. 19. Пачоский И.К. Основные черты развития флоры юго-западной России. Херсон, 1910. 430 с. 20. Почвоведение, в 2 ч. Ч. 1. Почва и почвообразование / Ред. В.А. Ковда, Б.Г. Розанов. М., 1988. 400 с. 21. Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос. Квант. К решению парадокса времени. М., 2003. 240 с. 22. Роде А.А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М., 1948. 142 с. 23. Розанов Б.Г. Морфология почв. М., 1983. 320 с. 24. Рыжова И.М. Математическое моделирование почвенных процессов. М., 1987. 83 с. 25. Савин И.Ю., Жоголев А.В., Прудникова Е.Ю. Современные тренды и проблемы почвенной картографии // Почвоведение. 2019. № 5. С. 517–528. 26. Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск, 2004. 288 с. 27. Таргульян В.О. Теория педогенеза и эволюции почв. М., 2019. 295 с. 28. Florinsky I.V. The soil formation equation: Imaginary scientific priority of Hans Jenny // Pedometron. 2011. Vol. 30. Р. 1–3.