Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Статьи журнала - Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева
Все статьи: 514
Использование модели SWAT для характеристики водного режима почв агроландшафта
Статья научная
Классификация водных режимов почв имеет базовую научную основу в виде взаимообусловленной связи движения воды и формирования почвенного профиля, т. е. является почвенно-генетической. Именно такого рода классификация представляет научно-методическую платформу для изучения как водных режимов почв в ландшафте, так и распределения почв в почвенном покрове ландшафта. Численные методы представления гидрологических режимов почв в агроландшафте основываются на физически обоснованных математических моделях движения влаги в почве и пространственной ГИС-информации, совместно позволяющими рассчитывать,Из рисунка 4 видно, что модель адекватно описывает экспериментальные данные, на что указывает хорошая сходимость графиков, сохранение экстремумов, высокий коэффициент корреляции и низкие значения ошибок. Коэффициент корреляции с глубиной возрастает от 0.67 до 0.95, а среднея квадратичная ошибка уменьшаются от 11 до 0.93. Однако модель в целом занижает значения влажности почвы, по сравнению с экспериментальными данными, особенно в верхних горизонтах, а отдельные экстремумы сглаживает.Уже на данный момент можно отметить, что ландшафтная модель SWAT с использованием качественной ГИС-информации для расчета водного режима почв в различных точках агроландшафта по условиям соответствия Сайерта (Шеин, Рыжова, 2016) удовлетворительно описывает пространственно-динамические данные по влажности.ВЫВОДЫСовременная гидрология почв включает ландшафтную оценку гидрологических явлений, происходящих в ландшафте, с учетом условий на верхней и нижней границах почвы и гидрофизических свойств почв. Учитывая невозможность динамического изучения влажности почв в ландшафте в целом, используется агроландшафтный подход, позволяющий системно выделить элементарные ареалы агроландшафта - микроландшафты.Каждый элементарный ареал агроландшафта характеризуется почвенно-физическими свойствами, среди которых важнейшие генетические особенности строения профиля, послойный гранулометрический состав, плотность и содержание органического вещества. Создается ГИС-карта ландшафта с учетом физических характеристик почвенного покрова.Гидрологические особенности движения влаги в исследуемом агроландшафте рассчитываются с помощью специализированных гидрологических ландшафтных моделей, рассчитывающих горизонтальный и вертикальный перенос влаги по поверхности, внутрипочвенный и подпочвенный перенос влаги на основании основных законов передвижения влаги в дисперсных природных системах (уравнения Дарси, Ричардса), в которых гидрофизические функции почв представлены в виде педотрансферных функций от указанных базовых свойств почв. анализировать и предсказывать водный режим почвы, сток в масштабе водосбора, перенос вещества в профиле почвы, процессы выщелачивания, и что важно с практической точки зрения - содержание доступных почвенных влагозапасов в структуре агроландшафта. Представлена пространственно-динамическая модель SWAT (Soil-WaterAtmosphere-Tool) для описания водных режимов почв в агроландшафте конечно-моренной гряды Верхневолжского постледникового района (Восточно-Европейская равнина, Тверская область), как пример ландшафтных численных гидрологических моделей. Приведены примеры соответствия модельных и экспериментальных данных динамики влажности почвы в нескольких точках агроландшафта для 3-х глубин, отражающих поверхностные, глубинные (на уровне грунтовых вод) и срединные слои профиля почв: 10-20, 50-60 и 90-100 см, полученные расчетным методом с помощью рассмотренной ландшафтно-динамической модели и классическим методом бурения с термостатно-весовым определением влажности почвы. Показано, что адаптированная для конкретных условий ландшафтная модель с использованием цифровой модели рельефа с разрешением 1 × 1 м на пиксель для расчета водного режима почв в различных точках агроландшафта удовлетворительно описывает пространственнодинамические профильные данные по влажности почвы. Из рисунка 4 видно, что модель адекватно описывает экспериментальные данные, на что указывает хорошая сходимость графиков, сохранение экстремумов, высокий коэффициент корреляции и низкие значения ошибок. Коэффициент корреляции с глубиной возрастает от 0.67 до 0.95, а среднея квадратичная ошибка уменьшаются от 11 до 0.93. Однако модель в целом занижает значения влажности почвы, по сравнению с экспериментальными данными, особенно в верхних горизонтах, а отдельные экстремумы сглаживает.Уже на данный момент можно отметить, что ландшафтная модель SWAT с использованием качественной ГИС-информации для расчета водного режима почв в различных точках агроландшафта по условиям соответствия Сайерта (Шеин, Рыжова, 2016) удовлетворительно описывает пространственно-динамические данные по влажности.ВЫВОДЫСовременная гидрология почв включает ландшафтную оценку гидрологических явлений, происходящих в ландшафте, с учетом условий на верхней и нижней границах почвы и гидрофизических свойств почв.
Бесплатно
Использование рентгенорадиометрического метода для определения содержания легких лантанидов в почвах
Статья научная
Разработана методика разновидности рентгенофлуоресцентного энергодисперсионного способа - рентгенорадиометрического анализа с использованием изотопного источника 241Am для идентификации лантанидов: празеодима, неодима и самария. Методика основана на исключении искажающего влияния бария и лантана на линии празеодима и неодима, а также влияния лантана и селена на линии самария. На основе нового метода можно получить массовые данные о геохимии легких лантанидов в почвах.
Бесплатно
Статья научная
Проведен экологический анализ почвенно-растительного покрова урбанизированной экосистемы с использованием материалов с беспилотного летательного аппарата и современных геоинформационных технологий на примере ключевого участка “Курилово” в Новой Москве. За период исследований проведено дешифрирование дистанционных материалов, осуществлены наземные маршрутные работы с описанием растительности и почв, проведен геохимический анализ почвенных образцов и создана цифровая комплексная экологическая карта на ключевой участок. Исследования позволили определить границы и площади анализируемых объектов, состояние растительности и почв в лесах, жилых и промышленных кварталах, выявить места загрязнения почв.
Бесплатно
Другой
Уважаемые читатели! В выпуске 106 журнала Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева за 2021 год (2021;(106):105-129) на стр. 111 подпись к рисунку 1 вместо:“Рис. 1. Схема строения пойменных отложений р. Амур в пределах Среднеамурской низменности, сформировавшихся в течение длительного времени в условиях направленной аккумуляции наносов. Отложения фаций: 1- руслового песка (песок с гравием); 2 - прирусловых валов (тонкозернистый песок); 3 - пойменной (легкие и средние суглинки); 4 - старичной (суглинки с илистыми прослоями); 5 - эоловых релок (тонко и мелкозернистый песок (Сохина, 1973)”следует читать:“Рис. 1. Схема строения пойменных отложений р. Амур в пределах Среднеамурской низменности, сформировавшихся в течение длительного времени в условиях направленной аккумуляции наносов. Отложения фаций: 1- руслового песка (песок с гравием); 2 - прирусловых валов (тонкозернистый песок); 3 - пойменной (легкие и средние суглинки); 4 - старичной (суглинки с илистыми прослоями); 5 - эоловых релок (тонко и мелкозернистый песок (Махинов, 2006)”.
Бесплатно
Исследование влияния древесной породы на почву методом дискриминантного анализа
Статья научная
Комплексное изучение вопросов взаимоотношения леса и почвы требует подбора пробных площадей с максимально сходными почвенными характеристиками, но различными по типу биоценоза. В исследовании использовали материалы базы данных (БД) “Почвы Карелии”, где собраны многолетние данные о почвах республики Карелия. Цель анализа - выявление почвенных признаков, наиболее подверженных влиянию типа биоценоза. Для анализа были выбраны автоморфные сосновые, еловые и березовые биоценозы, совокупно составляющие 99 % лесных насаждений Карелии, произрастающие на песчаных альфегумусовых подзолистых почвах на песчаной или супесчаной морене, являющихся наиболее распространенными почвами в регионе исследования. Для анализа выбраны следующие горизонты: лесная подстилка (О), элювиальный (Е) и иллювиальный (В). Использовались физико-химические показатели горизонтов почвы: рН (KCl), общее содержание С и N, содержание подвижных соединений P2О5 и K2О, и валовые содержания SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5. Для определения признаков наиболее разделяющих типы биоценозов применялся дискриминантный анализ. Оценка вклада признаков в разделение всех групп велась по статистике Уилкса. В целом анализ показал, что содержание N и C наиболее четко отражает изменения, происходящие под влиянием леса, как в органической, так и в минеральной части почвы, что подтверждается многочисленными выводами как зарубежных, так и отечественных исследователей.
Бесплатно
Статья научная
Процессы неоднократного (циклического) промерзания-оттаивания вносят значительные изменения в строение почв и грунтов. Метод рентгеновской томографии позволяет исследовать ненарушенные образцы пород и почв в мерзлом состоянии. Благодаря различию в рентгеновской плотности предметами анализа в образцах помимо твердой фазы могут быть ледяные включения и поровое пространство. Это существенно расширяет возможности изучения криогенных деформаций пород и почв. В работе представлены результаты изучения динамики структуры почвы и ее порового пространства при многократном промерзании и оттаивании на примере почвенного материала различного генезиса в модельном эксперименте с помощью метода компьютерной рентгеновской микротомографии. Выработана и испытана методика исследования динамики структуры и порового пространства, проведен анализ строения почвы после различного количества циклов промерзания-оттаивания. На примере смеси каолина с песком экспериментально подтверждено, что с увеличением количества циклов промерзания-оттаивания в образце происходит кольцевидная сортировка песчаных частиц и их перемещение на контакты с ледяными шлирами. Установлено, что материал почв разного генезиса по-разному реагирует на многократное промерзание-оттаивание. В порядке убывания криогенных изменений в структуре объектов можно составить следующий ряд: текстурный горизонт дерново-подзолистой почвы > гумусовый горизонт чернозема типичного > cолонцовый горизонт солонца
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены методологические вопросы реконструкции изменений климата в различные периоды голоцена методом комплексного группового биологического анализа торфяно-сапропелевых отложений. Возможности метода демонстрируются путем реконструкции климата Карпатской и Алтайской горных систем. Для Сколевских Бескид Карпат палеоклиматические сценарии составлялись с целью уточнения климатических обстановок в периоды массового террасирования горных склонов. Для Западного Алтая построен климатический палеосценарий с целью прогноза сохранности курганов бронзового времени с вечной мерзлотой внутри конструкции.
Бесплатно
Статья научная
На основании обзора отечественной и зарубежной литературы рассмотрены основные вехи и перспективы развития методов оценки и картографирования засоленности почв засушливых регионов. Показан вклад отдела засоленных почв Почвенного института им. В.В. Докучаева в развитие методов оценки и картографирования засоленных почв России и Средней Азии на протяжении второй половины XX в. и в настоящее время. Анализируя состояние проблемы по оценке и учету засоленных почв на территории России на начало XXI в., можно констатировать следующее: сведения по оценке свойств и распространению засоленных почв, приведенные в публикациях последних лет, опираются в основном на материалы 30-летней давности. Несомненно, что эти данные требуют обновления на основе современных методов и подходов, широко используемых в мировой практике. Должны быть разработаны новые единые методические рекомендации по оценке засоления почв России, учитывающие подходы других стран. Такие методические рекомендации необходимы для учета засоленных почв, а также для создания базы данных по засоленным почвам России, которая могла бы войти в единую базу данных по засоленным почвам мира. Должна быть разработана методика картографирования и учета площадей засоленных почв, базирующаяся на едином подходе к оценке засоления почв и на специальной методике по крупномасштабному картографированию засоленности почв, основанной на анализе материалов дистанционного зондирования и изучении засоленности почв с помощью контактных методов электромагнитной индукции.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся исходные материалы, характеризующие сложную историю формирования, природные почвенные и литолого-геоморфологические условия Джизакской степи до начала ее мелиоративного освоения. Показано, что на основе почвенно-литолого-геоморфологического районирования Джизакская степь делится на ряд природных районов, относящихся к разным ступеням (высотным уровням) подгорной равнины. Всего в пределах Джизакской степи, включая предгорное обрамление, выделено 22 района. На самой подгорной равнине районы объединены в два высотных уровня: верхняя ступень и нижняя ступень, или шлейфовая зона. Эти два уровня резко различаются по условиям дренированности и засоленности почв. Верхний уровень, охватывающий верхнюю и среднюю части конусов выноса, высокую межконусную Заамино-Санзарскую равнину и Ломакинское плато, благодаря относительно хорошей дренированности характеризуется слабым проявлением засоления, за исключением логообразных понижений Ломакинского плато. Нижний уровень, расположенный в шлейфовой зоне подгорной равнины, в отличие от верхнего уровня, из-за слабой дренированности характеризуется активным природным засолением. Засоленные отложения шлейфа Зааминского конуса выноса характеризуются наибольшей мощностью. В меньшей степени засолены породы шлейфа Санзарского конуса, которые дренируются глубокими саями. Для Хавастской наклонной равнины характерен очень сильно засоленный верхний двухметровый слой, с глубиной содержание солей и гипса снижается. Таким образом, показано, что высокая засоленность и гипсоносность пород, а также высокая минерализация грунтовых вод шлейфовой зоны являются источником современного соленакопления в почвах подгорной Голодностепской равнины, и в том числе в почвах шлейфовой зоны Джизакской степи.
Бесплатно
К 175-летию со дня рождения В.В. Докучаева
Статья научная
В статье показана актуальность и современность научных идей В.В. Докучаева, 175-летнему юбилею со дня рождения которого посвящены XXIV Докучаевские чтения. Цифровизация почвоведения является основой для создания научной базы государственной системы почвосберегающего землепользования.
Бесплатно
Статья научная
При длительном использовании технологии прямого посева (no-till) в почвах происходят изменения, которые обусловлены элементарными почвообразовательными процессами (ЭПП), меняющимися во времени и пространстве. Идентификация этих изменений и их достоверность являются приоритетными условиями для обоснования особенностей и/или преимуществ технологии прямого посева над остальными, в первую очередь над традиционной технологией - вспашкой с оборотом пласта. Одним из условий решения проблемы является систематизация и приведение к единой структуре не только терминов и условий испытания, но и основных свойств почв, определяющих их плодородие, в качестве объективных показателей изменений самого объекта обработки. При постановке многолетнего полевого опыта по изучению влияния технологии прямого посева на свойства почв, кроме учета известных требований, необходим комплексный анализ неоднородности почв. Представлены результаты детального топографического и почвенно-агрохимического картографирования с оценкой вариабельности морфологических и агрохимических свойств типичных черноземов четырех опытных полей каждое площадью 2.4 га.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены результаты систематизации и анализа различных источников, содержащих информацию о деградационных и опасных природных процессах на территории азиатской части России. Все деградационные и опасные природные процессы, негативно воздействующие на почву (земельный фонд), подразделяются на три группы по степени опасности: а) процессы, протекающие с уничтожением почвы и изъятием земель; б) изменяющие структуру почвенного покрова, приводящие к деградации почв (земель) и уменьшающие их плодородие; г) снижающие продуктивность земель. Дана оценка масштабов распространения и опасности проявления на землях азиатской части России деградационных и разрушительных природных процессов (овражной эрозии, разрушения берегов морей и водохранилищ, изменения речных русел и пойм, подтопления, сильных дождей, наводнений) по федеральным округам и входящим в них административным единицам: республикам, краям, областям и др. Распространение и опасность проявления негативных процессов сильно варьирует на территории исследуемого региона в зависимости от особенностей природно-климатических условий отдельных ее частей. Представлены планы продолжения в 2016 г. аналогичных исследований для европейской части России и тематика дальнейших исследований для всей территории страны в последующие годы в рамках проекта “Трансформация, эволюция и деградация почв в условиях агрогенеза и глобальных изменений климата”. Показано значение решения фундаментальной научной проблемы, поставленной в проекте, для реализации стоящих перед страной социально-экономических задач и укрепления позиции института в числе мировых лидеров по данному научному направлению.
Бесплатно
К проблеме подтопления земель на юге европейской части России
Статья научная
Рассмотрены результаты изучения процессов проявления подтопления и их распространения на территории юга европейской части России. Установлены причины возникновения и развития процессов подтопления и интенсивности их проявления. Показано, что активизация этих процессов на территории изучаемого региона происходит в основном за счет инженерно-хозяйственной деятельности человека. Предложена система мер по охране земель от подтопления, включающая комплекс мелиораций, направленных на поддержание оптимального водно-воздушного режима почв и восстановление их плодородия
Бесплатно
К юбилею академика РАН В.И. Кирюшина
Другой
Редакция с удовольсвтием сообщает, что по решению Президиума РАН Золотой медалью имени В.В. Докучаева 2021 года награжден академик РАН Валерий Иванович Кирюшин за серию работ “Почвенно-экологическое обеспечение адаптивно-ландшафтного земледелия и природопользования”!
Бесплатно
Кадастровая оценка сельскохозяйственных угодий, загрязненных 137Cs
Статья научная
Представлены порядок проведения кадастровых работ с выявлением радиоактивно загрязненных территорий; виды и эффективность реабилитационных мероприятий для уменьшения загрязнения 137Cs продукции до уровня, соответствующего санитарно-гигиеническим нормативам. На примере коллективных хозяйств Красногорского района Брянской области (в которых преобладают супесчаные, суглинистые дерново-подзолистые, глеевые и торфяные почвы), подвергшихся воздействию в результате аварии на Чернобыльской АЭС, проведена оценка кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий, загрязненных радионуклидами. Рассчитана кадастровая стоимость пашни, сенокосов и пастбищ, используемых для сельскохозяйственного производства. Кадастровая стоимость сельскохозяйственных угодий, загрязненных радионуклидами, рассчитана для пашни с зональным севооборотом (зерновые, картофель, однолетние травы) и участков пастбищно-сенокосного использования (многолетние травы). Исследования проведены как на локальном уровне (отдельное сельскохозяйственное предприятие), так и региональном (для всего района). Показано, что в зависимости от уровней загрязнения 137Cs и характеристик почв, кадастровая стоимость земель сельскохозяйственного назначения изменяется для пашни от 23 до 59 тыс. руб./га, а сенокосов и пастбищ от 75 до 86 тыс. руб./га. Результаты исследований могут быть использованы специалистами агропромышленного комплекса, кадастровыми инженерами и инвестиционными компаниями, работающими в сфере АПК на радиоактивно загрязненных территориях.
Бесплатно
Карбонатное состояние взвешенных наносов и аллювиальных почв сухих субтропиков дельты Атрека
Статья
Бесплатно
Карта распаханности почв России
Статья научная
Приведены результаты оценки распаханности почв страны на основе цифровой карты наземного покрова, построенной по спутниковым данным MODIS и исследования распаханности выделов Единого государственного реестра почвенных ресурсов России почвенной карты по данным интернет-сервиса Google Earth. Информация о распаханности почв привязана к почвенно-географическим выделам. На карте показаны почвы, в настоящее время используемые в пашне и под залежью. Независимая верификация цифровой карты распаханности почв России показала ее достаточно высокую точность (ошибка около 8-9%). Установлена доля распаханности всех почв Единого государственного реестра почвенных ресурсов России. Показано, что на пахотных угодьях России преобладают черноземные почвы от самых северных подтипов до самых южных. Несколько неожиданным выглядит присутствие в этом списке лугово-черноземных солонцеватых и солончаковатых почв. Карта предназначена для прикладного анализа и учета почвенных ресурсов на уровне всей страны.
Бесплатно
Картирование границ почвенных горизонтов методом георадиолокации
Статья научная
В статье рассмотрена роль георадиолокации в решении задач почвоведения, а также на примере полевых данных оценена точность прослеживания почвенных горизонтов. Исследование текущего состояния вопроса показало, что существует значительная вариативность электрофизических свойств разных типов почв. При этом диэлектрическая проницаемость почвенных горизонтов может как увеличиваться, так и уменьшаться с глубиной. Этим фактом обусловлена необходимость параметризации почвенного профиля при георадарных исследованиях для предотвращения ошибок. На основе обобщающего анализа практических примеров установлено, что погрешность определения отдельных почвенных горизонтов георадаром составляет в среднем 2-10 см в зависимости от частоты используемой антенны и особенностей строения почвенного профиля. Для обоснования сделанных выводов проведены опытно-методические работы по прослеживанию почвенных горизонтов методом георадиолокации на примере типовых подбуров, расположенных на Заонежском полуострове (Республика Карелия), строение и состав которых были детально описаны предшествующими исследователями. Съемка выполнена георадаром ОКО-2 (Логис-Геотех, Россия) с антенным блоком с центральной частотой 400 МГц. Работы на участке велись по отдельным трансектам, с привязкой к опорному почвенному разрезу. Детальный анализ радарограмм в первую очередь обеспечил прослеживание подошвы горизонта BC. Полученные результаты показали, что мощность почвы в пределах профиля варьирует от 23 до 32 см, а средняя ошибка наблюдений составила ± 3 см. Кроме того, выявлено влияние на запись обломков шунгитовых сланцев и дифференциация влажности в толще почвенных горизонтов. Присутствие шунгитовых сланцев приводит к формированию дифрагированных волн и увеличению амплитуд отраженного сигнала, тогда как увеличение влажности характеризуется уменьшением скоростей электромагнитной волны.
Бесплатно
