Наличие нульмерного, одномерного и двумерного образов почвенного профиля предполагает возможность построения и трехмерной модели.
Однако словосочетание «трехмерная модель почвенного профиля» неверно, так как профиль — понятие двумерное. Трехмерность предполагает, помимо вертикального профильного, еще одно измерение — горизонтальное, вдоль плоскости земной поверхности. Лишь естественное сочетание плоскости и вертикали дает объемное представление о почве. Но не такое, какое видим в некоторых книгах,— вырезанные из почвы квадратные или иные призмы в форме педонов.
Такие искусственные трехмерные фигуры имеют узкое назначение: учет в том или ином объеме почвы солей, пор, корней, фауны, конкреций.
Трехмерная естественная почва — это самостоятельное тело, со своими природными границами. Установить эти границы трудно. Почвоведы в большинстве случаев оконтуривают ареалы почв с определенными свойствами, но не границы почвенных тел. Последние даже не трехмерные, а четырехмерные, так как включают в себя еще одно измерение — время, или возраст
почвы. Но и этого недостаточно для построения объективной модели. Поскольку в каждой почве заключена ее сложная история, то следует говорить о многомерном почвенном пространстве-времени.
Многомерность можно рассматривать и в другом аспекте. Почвенное тело состоит из наложенных один на другой разновозрастных почвенных покровов, чередующихся с геологическими наносами (Степанов, Абдуназаров, 1977; Сирепко, 1980). Края этих почвенных и геологических плащей по периферии выклиниваются на дневной поверхности в виде многослойной разноликой и разновозрастной «бахромы», образующей многомерность на плоскости и иерархию структурных уровней, фрактали.
Нас интересует фрактальная многомерность, так как она создает на поверхности Земли слоистые двумерные узоры. Каждый из слоев имеет свои качественные отличия. Они могут быть выявлены лишь при изучении как горизонтальных, так и вертикальных свойств почвенного покрова. Но для этого понадобятся карты нового типа. На них должны выделяться на континуальном фоне отложений предшествующих геологических эпох современные дискретные почвенно-геологические тела. Такие карты с имитацией «движущихся» почвенных тел во внешней среде (по подстилающим горным породам; составляют в Лаборатории картографии Института почвоведения и фотосинтеза Академии наук СССР. Они позволяют выявить закономерности периодической повторяемости почвенных систем и элементов (Степанов и др., 1982). Ниже об этих картах будет сказано подробнее.
Трехмерные модели еще предстоит разработать, и это будет крупным достижением почвоведения.
Пока же осваиваются двумерные модели, в которых не связаны в единое целое почвенные профиль и ареал; ареалы рассматриваются изолированно. Объединение профиля и ареала даст естественное трехмерное почвенное тело. По В. И. Вернадскому, для ученого вся реальность, все, с чем он работает, «есть естественное тело, находящееся в пространстве—времени… Наука в действительности строится путем выделения естественных тел». А. Ю. Ретеюм (1977) под природным телом понимает обособившиеся в пространстве времени относительно однородные и целостные компактные образования со специфической организацией.
Каждое тело целостно в той мере, какая нужна для сохранения обособленности. Свойства данного тела зависят от свойств других тел, которые влияют на него, внося неоднородности и делая его многомерным на плоскости.
Проследив путь развития почвенных моделей от нульмерной к трехмерной, объемной, заметим, что последняя отличается информативной насыщенностью. Она вобрала в себя все предыдущее знание: нульмерность (изолированность) пашни, одномерность ее положения в рельефе, когда склон образует звено в единой цепи объектов, двумерность форм на плоскости и, наконец, сочетание плоскости с мощностью профиля. Главное достоинство объемной модели — возможность показать ее во «времени — подвижном образе вечности» (Платон). Но для этого нужно углубиться в га-мерность.
Подвижные образы вечности в почвенно-геологическом теле представлены ареалами погребенных древних почв. Вся история этих тел «записана» в виде закономерного чередования разномасштабных ритмов слоев-ареалов древних почв и разделяющих их слоев-ареалов горных пород (наносов). Современные почвенные ареалы — лишь последнее звено в тысячелетней эволюции многих поколений почвенных покровов. Поэтому нынешние почвы наследуют генетические и геометрические структуры древних почв, синтезируя прошлое, настоящее и будущее в целостное восприятие времени.
Изучение ритмов древнего почвообразования в различных почвенно-геологических телах привело к выводу об их разномасштабности (Степанов, Абдуназаров, 1977; Степанов, 1980). Последнее ведет к явлению почвенного резонанса. Почвенно-геологические системы как единые целостности обладают собственным ритмом. Их соразмерность в процессе эволюции создает гармонию пространства и времени. Дешифрирование космоснимков привело к такому же выводу геоботаника Б. В. Виноградова (1981).
Сравнение структурных и генетических качеств современных и древних почв показало, что свойства молодых, голоценовых почв в онтогенезе (рождение, зрелость, старость) повторяют общую схему филогенеза от древнейших геологических времен до наших дней, т. е. почвенный онтогенез отражает этапы филогенеза. В филогенезе развитие почв начиналось во влажной (гидроморфной) среде и, миновав полугидроморфную стадию, завершилось в сухих автоморфных условиях. Автоморфные почвы легко подвергаются разрушению, переходя в наносы. Так и чередуются в почвенно-геологических телах две сущности: почвы и наносы, образуя разномасштабные структурные ритмы. Появление какого-либо нового свойства почвенного тела связано с завершением ритма, а ритм определяет масштаб эволюционного времени. По В. И. Вернадскому (1975), эволюционное время — это смена форм одновременно со сменой поколений.
Соответствие между почвенным филогенезом и онтогенезом не абсолютное. Почвы в филогенезе устойчиво сохраняют одни признаки и теряют другие. При этом однажды утраченный в филогенезе признак не восстанавливается при дальнейшем развитии. При неразумном воздействии почва может навсегда потерять ряд свойств, в том числе и очень полезных. Поэтому требуется сопряженное изучение современного и древнего почвообразования. А это возможно Лишь в том случае, если анализируются толщи, принадлежность которых к единой целостной системе — к почвенно-геологическому телу — доказана. Следовательно, необходимо освоение методов, позволяющих правильно выделять на картах естественные границы почвенно-геологических тел.