B..B 道库恰耶夫—土壤科学的奠基者|阅读

导  读

回顾道氏关于成土因素学说和土壤发生学原理，既有历史意义，也具有现实意义。相信道氏开创的土壤发生学不仅在农业和环境研究过程研究中而且在地球科学发展中将继续发挥其重要作用。

文/龚子同（中国科学院南京土壤研究所研究员）

来源：土壤通报（2013年第5期），原题为“B..B 道库恰耶夫—土壤科学的奠基者—纪念B.B 道库恰耶夫《俄罗斯黑钙土》发表130 周年”。

1 时代背景

“土壤”是地球的表层，是地球之“膜”。它是植物赖以生长的基地，人们日常的生产、生活都离不开“土壤”。不论一个民族的语言如何贫乏，“土壤”像“母亲”这个词一样出现在所有的语言中。虽然，不知道“土壤”何时以文字形式记述下来，我们却知道，早在我国3300 多年前殷墟出土的甲骨文中就有“土”字的记载，且“土”字写法有27 形，从土有12 个之多。看来“土壤”一词从语言到文字经历了一个过程；而土壤具有科学内涵，进而发展为一门学科，经历了一个探索过程。18 世纪产业革命发源于英国，而土壤科学的萌芽似乎出现在德国。1840 年农业化学派的代表德国化学家李比西（J.V.Liebig）发表了《化学在农业和植物生理上的应用》一书，推动了化肥工业的发展，在他们看来土壤肥力取决于矿物质，担心农作物生长要耗竭肥力；德国农业地质学派的代表法鲁（F.A.Fallow）、李希霍芬（F.V.Richthofen）和拉曼（E.Ramam），将土壤形成归结为岩石的风化，他们认为土壤是陆地上的淋溶层，忽视生物作用。虽然，不论是化学家还是地质学家，尽管对土壤有贡献，但他们缺乏完整的概念和正确的认识。作为具有180 万km2 黑钙土的俄罗斯，19 世纪中叶曾屡遭干旱、农业歉收，民不聊生。在这样的背景下，一个名叫B.B 道库恰耶夫（照片1）的地质学家，经过一系列广泛的土壤调查，包括著名的行程万里的黑钙土调查，揭示了土壤的形成实质，发表了《俄罗斯黑钙土》一书（照片2），创建了土壤发生学，从此土壤学就成了一门独立学科，使地学界的面貌为之一新。

2 主要的贡献

2.1 道库恰耶夫生平

道氏1846年2月17日生于斯摩棱斯克州米留可澳村，1903年10月26 日卒于圣彼德堡（照片1）。1871年毕业于圣彼德堡大学自然科部物理化学系。1972 年起任圣彼德堡大学地质博物馆馆长。1878 年获硕士学位，论文题目是：“俄罗斯欧洲部分河谷形成特征”；1883 年获博士学位，论文题目是：《俄罗斯黑钙土》，这是一本标志土壤发生学派奠基的经典著作。同年任圣彼德堡大学教授。

该书共10章，640页。第1 章是黑钙土的研究历史，接下来的6章是不同黑钙土带及其土壤的记述；作者主要学术思想集中在最后3 章。第8章论述俄罗斯这种植生黑钙土的起源；第9章论述黑钙土的结构及其厚度与地形的关系；第10章论述黑钙土的成土年龄及俄罗斯北部和南部无此种土壤发生的原因。该书中B.B 道库恰耶夫首次给出了土壤经典定义：“土壤是在水、空气和活的或死的各种有机体共同作用下改变了的岩石表层或亚表层”。认为“土壤是一个特殊的自然体，是成土因子相互作用的产物，土壤是成土因子永远在变的函数。”

威廉斯说“如果说道库恰耶夫之前，土壤学只是单凭经验的学科；由于道库恰耶夫工作，土壤学就成了自然科学中的一门学科”。

2.3 土壤发生学的成就

经过反复调查研究和实地考察，B.B 道库恰耶夫在《俄罗斯黑钙土》（1883）[2]（照片2）、《俄罗斯草原今昔》（1892）（照片3）以及《论自然地带学说》（1899）等主要著作中可以看出其主要成就：① 成土因素学说。土壤形成不只是岩石风化，而是气候、生物、母质、地形和年龄诸因素作用下形成的有自己发生发展规律的历史自然体。② 地带性学说。论证了自然现象的地理规律性，在一定的生物气候条件作用下，土壤常成带状分布，尤其是在俄罗斯—乌克兰大平原上土壤分带现象尤其明显，因而提出了地带性学说，并以此作为土壤发生分类的依据之一。③ 土壤发生分类。伴随着土壤发生学派的建立，出现了相应的一系列土壤发生土壤分类命名，如黑钙土、栗钙土、棕钙土、灰化土、盐土、碱土和沼泽土等名称，并赋予了各发生类型科学内涵。④ 土壤制图。B.B 道库恰耶夫是地质学家，长于调查制图。可是以往俄罗斯所编制的土壤图中所涉及的制图单元之主要是土壤的机械组成和颜色，此项工作在俄几乎持续了40 多年。在他领导下的土壤制图工作以发生土壤类型为图例，使土壤制图走上新的阶段。⑤ 防止土壤干旱的综合措施。在《俄罗斯草原过去和现在》一书中，道氏阐述了防治草原土壤干旱的策略。考虑到俄罗斯不同的自然条件和经济条件，主张采取综合农业措施和森林土壤改良措施，还包括河川整治，峡谷和沟壑调整以及分水岭草原地带的兴修水利等。他的学术思想影响到森林学、土壤改良学、水文地质学、动力地质学和其他学科的发展。现在所看到的黑钙土及黑钙土带高大的防护林都是在这种思想指导下推行的结果（照片4、照片5）。

3 国内外影响

道氏作为土壤发生学的奠基者、圣彼德堡大学的教授和俄国第一个土壤研究室的主任，培养了一批在土壤学科历史上很有影响的学者，如Н.М. 西比尔泽夫（Сибирцев）、В.И.维尔纳德斯基（Вирнадский）、К.Д.格林卡（Глинка）、Г.Н.索沃斯基（Высоцкий）以及С.А.查哈罗夫（Захаров）等，正是通过他们，他的学术思想才得以广泛传布和发展。

3.1 国内影响

1917年4月2日在列宁格勒（今圣彼德堡）成立了道库恰耶夫命名的土壤研究所（пиид），1934 年迁至莫斯科，工作至今（照片6）；在中央黑钙土地区成立道库恰耶夫农业研究所并设有相应的博物馆，已有百年历史（照片7）。在作为综合性大学的莫斯科大学内土壤系作为全校9 大系之一独立存在；在莫斯科大学前展现的俄罗斯一批伟大的学者的塑像，如门捷列夫、巴夫洛夫等其中也包括道库恰耶夫。苏联科学院为纪念他，在1946年设立了道库恰耶夫金质奖章和奖金。以奖励在土壤科学方面作出重大贡献的苏联科学家。1992年道库恰耶夫卡明草原黑钙土考察100 周年之际，在莫斯科召开国际会议，以纪念道氏对土壤学的贡献。几乎在同一时候，А.П 谢尔巴柯夫沿着道氏万里行调查路线考察，研究黑钙土100 年来的变化，特别是对卡明草原黑钙土的研究一直持续至今。

3.2 国际影响

一般认为道库恰耶夫学术思想主要是由其学生传布。1914年道氏学生格林卡的著作《土壤形成类型》的德文版出版，此后又被译成英文。1927年华盛顿举行的第一届国际土壤学会上格林卡被一致选举为国际土壤学会主席，从而加速了道氏学术思想传布。

实际上，道氏学术思想的传布远早于此。1889年世界巴黎博览会上展出的一套已经出版的道氏土壤学专著被授予金质奖章。比这更早的是1879 年在法国就有道氏关于黑钙土论著法文版出版；1893 年道氏的著作在美国芝加哥出版。因此，道氏学术思想的传布早在其在世时已经从欧洲传至美洲。

美国土壤学家C、F 马伯特认为俄罗斯发生学派的学术思想深刻地影响了早期美国土壤学的发展。至于道氏的学术思想对我国影响主要是1930 年以后通过美国土壤学家来华工作开始的。1949 年以后，苏联土壤学家来华工作和讲学，中国的年轻学者赴苏留学，并以道库恰耶夫土壤研究所的模式建立中国科学院土壤研究所。因此，道氏的学术思想对中国的影响十分深远，特别在上世纪50 年代到60 年代。

4 结语

道库恰耶夫是一个伟大的土壤学家。随着科学技术的进步，道氏学说也在不断发展和完善。道氏把土壤看作是一个历史自然体，土壤随成土因素的变化而变化，这种生态学的观点深深地影响着土壤学和相邻学科的发展和应用。

S.Mattson（1938）提出了土壤圈（Pedosphere）的理论，道氏当年着重指出成土因素对土壤形成的影响；而Mattson 除了指出生物圈、大气圈、岩石圈和水圈对土壤圈的影响外，同时强调土壤圈对其他圈层的反用。

早在20 世纪60 年代，Α.И.彼列尔曼[9]提出了表生地球化学（Hypergenetic geochemistry）过程。20 世纪80 年代钱学森提出“地球表层学”，到90 年代黄秉维先生倡导开展“陆地系统科学”，本世纪初美国提出了地球临界带（Critical zone）的概念。考虑的也是水、土、气、生，不过更加重视人文过程。希望从“系统”的角度认识包括土壤及其成土因素在内的地球的表生过程，将其从传统的、无序的和概念性的地表过程提升到独立学科的高度研究。

与此同时，土壤学也在迅速发展。成土因素中已把人为因素作为第6个成土因素被列入，土壤分类已进入系统分类的阶段，传统土壤制图已被数字化制图所取代，由于测试手段的改进，土壤成土速率的研究也更趋精准。因此，土壤成土条件，包括气候、生物、岩石、地形和年龄和土壤形成的研究正在深化和数量化。土壤学在表生带中起着越来越重要的作用。虽然表生带中各自然因素和人为因素都具有不可取代的作用，而土壤似乎起着一个联接诸因素的纽带作用。面对环境问题，如水污染、大气污染和土壤污染，特别是污染元素在表生带中的行为，离开了成土条件、成土过程和成土类型是无法阐述清楚的。土壤作为一个非线性和不均匀的自然体，有着复杂的物理、化学和生物过程，土壤发生过程的研究定能有助于揭示表生带中一些深层次的问题。

在《俄罗斯黑钙土》发表130 周年之际，回顾道氏关于成土因素学说和土壤发生学原理，既有历史意义，也具有现实意义。相信道氏开创的土壤发生学不仅在农业和环境研究过程研究中而且在地球科学发展中将继续发挥其重要作用。

具体参考文献略。

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图书简介：

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