МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени

академика Д.Н. Прянишникова»

Кафедра почвоведения

О.А. Скрябина

Полевая учебная практика по картографии почв

Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов обучающихся по направлению 020701.6 «Почвоведение»

Пермь ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА»

УДК 633:631. Рецензенты:

Доктор сельскохозяйственных наук Е.М. Митрофанова, Пермский НИИ сельского хозяйства Скрябина О.А. Полевая учебная практика по картографии почв;

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА»

Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Картография почв» студентов очного отделения, обучающихся по специальности 02 07 01.6 «Почвоведение»

Методическое пособие содержит характеристику этапов прохождения практики, методика полевого крупномасштабного картографирования почв в условиях зоны южной тайги и оформления полученных в период практики материалов.

Содержание Стр.

1. Цель и задачи учебной полевой практики по картографии почв 2. Подготовительный период 2.1 Сбор и изучение материалов о почвах и условиях почвообразования 2.2 Подготовка картографической основы для проведения полевых почвенных исследований 2.3 Изучение систематического списка почв 2.4 Комплектование полевого снаряжения 3. Полевой период 3.1 Рекогносцировочное знакомство с территорией проведения практики 3.2 Закладка почвенных разрезов 3.3 Морфологическое описание разрезов и установление классификационной принадлежности почв 3.4 Взятие почвенных образцов, почвенных монолитов 3.5 Установление границ почвенных разновидностей, составление полевой почвенной карты 3.6 Изучение факторов почвообразования на территории картографирования 3.7 Предварительная обработка полевых материалов 3.8 Сдача и приемка работы 4. Камеральный завершающий период 4.1 Выполнение анализов почвенных образцов 4.2 Составление авторского оригинала почвенной карты 4.3 Составление картограммы агрономической группировки почв 4.4 Написание и защита отчета Словарь терминов и персоналий (глоссарий) Список литературы Приложение 1. Ботанико-географические районы Пермского края Приложение 2. Показатели климата Пермского края Приложение 3. Систематический список почв Пермского края Приложение 4. Сопоставление терминов классификации почв 2004 и 1977 г.

Приложение 5. Морфологические свойства почвенных горизонтов Приложение 6. Формы ведомостей для описания ям, полуям, прикопок Приложение 7. Геоморфологический анализ территории почвенного обследования Приложение 8. Геологическое строение Пермского края Почвенное картографирование является важнейшей составной частью информации об окружающей среде и в первую очередь о почве как о главном средстве сельскохозяйственного производства.

По самой природе объекта почвенная съемка не может считаться простой технической операцией по перенесению на план границ различных почв. Она представляет собой исследование, в котором различные технические приемы являются лишь средством выражения результатов произведенных специальных исследований. Поэтому почвенное картографирование требует от студентов достаточной теоретической подготовки в области почвоведения и большой наблюдательности.

Материалы почвенного картографирования (почвенная карта, картограммы) находят широкое практическое применение. Они необходимы при разработке агротехнических, мелиоративных и противоэрозионных мероприятий, внутрихозяйственном землеустройстве и введении правильных севооборотов, проведении бонитировки земель и земельного кадастра.

В связи с возрастанием антропогенной нагрузки все большую значимость приобретают проблемы охраны почвенного покрова, который является важнейшим компонентом биосферы, выполняя целый ряд планетарных экологических функций (биоэкологической, биоэнергетической, контактно-регуляторной, газовой, санитарной и т.д.).

Почвенное обследование должно дать информацию о тех свойствах почв, которые определяют способность почв к устойчивости и саморегулированию (содержание гумуса, гранулометрический состав, минералогический состав и т.д.).

При картографировании должны находить отражение подлежащие оптимизации свойства как природные (повышенная кислотность, недостаточная обеспеченность элементами питания), так и являющиеся следствием неблагоприятных антропогенных воздействий (эродированность, различными поллютантами и т.д.).

В конечном итоге полученные при почвенном картографировании сведения используются при охране и повышении плодородия почв.

В данном методическом пособии содержится характеристика всех составных частей (этапов) выполнения работ по картографированию почвенного покрова в период летней учебной практики, цели и задачи которой излагаются в следующем разделе.

Список литературы включает публикации, которые использованы при составлении данного методического пособия, а также рекомендуются студентам для самостоятельного изучения.

1. Цель и задачи учебной полевой практики Данная практика является важным этапом приобретения студентами профессиональных навыков в области почвоведения.

Основная цель – овладение всеми элементами методики крупномасштабного картографирования, которое включает камеральный подготовительный, полевой и камеральный завершающий периоды.

В ходе практики студент учится:

- устанавливать корреляцию между локальными факторами почвообразования и генетическими свойствами почв;

- выбирать оптимальные варианты расположения в пространстве «точек опробования» (разрезов, полуям, прикопок);

- уметь максимально подробно описывать генетические горизонты по морфологическим признакам и определять классификационную принадлежность почв;

- соблюдать стандартные требования при отборе почвенных образцов;

- определять название почвообразующей породы;

- находить пространственные границы почвенных разновидностей и отражать их на топографической основе;

- описывать природные факторы почвообразования;

- иметь представление о структуре почвенного покрова территории картографирования;

- проводить камеральную обработку полевых материалов, вносить необходимые коррективы на основании аналитических данных;

- составлять рекомендации по рациональному использованию и повышению плодородия почв.

Качество проведения полевых работ в значительной мере зависит от их предварительной подготовки.

В этот период проводятся следующие виды работ:

- сбор и изучение материалов о почвах и условиях почвообразования территории проведения практики;

- подготовка картографической основы для проведения полевых почвенных исследований;

- знакомство с методическими указаниями и инструкциями, касающимися производства почвенных работ, систематическим списком почв;

- комплектование полевого снаряжения.

2.1 Сбор и изучение материалов о почвах и условиях почвообразования территории проведения практики Предварительное знакомство с природно-экономическими условиями лучше начинать с общей физико-географической литературы. Установив местоположения и координаты подлежащей обследованию территории, именно по ней подбирают литературу. Необходимо изучить не только опубликованные, но и фондовые материалы: рукописи, отчеты, пояснительные записки к картам предшествующих лет и т.д.

Литература, посвященная растительности, может дать существенный материал для суждения о процессах почвообразования и природных особенностях территории. Необходимо также знание материалов по геологии, дающих информацию о подстилающих и материнских породах.

Рельеф предварительно изучается по топографическим картам с горизонталями по имеющейся геоморфологической литературе. Материалы по климату дают возможность создать представление о водном и тепловом режимах почв, а также агрономически правильно охарактеризовать территорию.

В данном методическом пособии приводится список литературы, которую можно использовать при предварительном изучении природных условий, а также приложения: 1 – ботанико-географические условия Пермского края; приложение 2 – сведения о климатических показателях.

В подготовительный период желательно использование почвеннокартографических ГИС-технологий для получения информации о районе полевых работ. Геоинформационная система (ГИС) – это аппаратнопрограммная интерактивная система, предназначенная для сбора, хранения и обработки (в том числе визуализации) пространственно-ориентированных данных. ГИС могут быть выполнены на различных носителях, чаще всего электронных. Оболочка ГИС обеспечивает геореференсацию, т.е. обладает способностью определять географические координаты земной поверхности в любой точке покрытия.

геоморфологические карты, карты растительности, четвертичных (антропогеновых) отложений, лесотаксационные, торфяного фонда, климатические, разных видов районирования. Карты ГИС дают возможность создавать новые карты как объединение и пересечение уже существующих. Совмещение карт позволяет произвести пространственную выборку для полигонов одной карты по материалам другой, т.е. почвовед получает максимально сконцентрированную информацию о природных условиях интересующей его территории.

2.2 Подготовка картографической основы для проведения Картографической основой, на которой будет составляться почвенная карта, а дальнейшем и картограммы, являются топографическая, а также аэрокосмические материалы.

В условиях таежно-лесной зоны используется топографическая карта с горизонталями М 1:10 000, соответствующая масштабу почвенного обследования. Однако, на такой топографической основе невозможно отобразить пространственную неоднородность (структуру) почвенного покрова. Поэтому для небольших землепользований осуществляется переход к почвенному картографированию в масштабе 1:5000. Территории опытных полей, участков, предназначенных для поведения мелиоративных работ, размещения садов, овощных севооборотов, картографируются в М 1: 2000 с использованием топографической карты на бумажных носителях соответствующего масштаба. По топографической карте студенты должны уяснить общие границы территории предстоящей практики, по условным знакам уточнить местоположение и конфигурацию лесных массивов, гидрографической сети, болот, сенокосов, пастбищ, пашни, населенных пунктов, дорожной сети.

Незаменимы при проведении границ между почвами. Наиболее часто используются такие материалы аэрофотосъемки, как контактные отпечатки (аэрофотоснимки), отпечатанные непосредственно с аэрофотопленок и поэтому содержащие наиболее четкое изображение компонентов ландшафта. Аэрофотоснимки имеют размеры 1818, 2424, 3030 см, также варьирует их масштаб: 1:15 000, 1:17 000, 1:20 000.

С 2010 г. в Интернете открыт геопортал «Роскосмоса», в котором можно получить космические снимки высокой разрешающей способности, ежедневно обновляющиеся в режиме online, причем имеющие масштаб почвенного картографирования.

Однако нужно учесть, что перечисленные выше материалы дистанционного зондирования в лучшем случае отображают поверхность почвы. Для их использования необходимо произвести процедуру дешифрирования, используя для этого прямые и косвенные признаки.

Свойства объектов земной поверхности, изображающиеся на аэрофотоснимках, - прямые признаки дешифрирования. К ним относятся размер, форма, тон или цвет на цветных аэрофотоснимках и рисунок фотоизображения, т.е. вид сверху поверхности природного контура или его структура, тень фотоизображения. Они позволяют непосредственно, путем рассматривания аэрофотоснимков, опознавать объекты местности, природные контуры, те или иные явления и процессы.

Размер объекта, или природного контура, служит важной характеристикой. По материалам аэрофотосъемки, путем измерения можно определить длину, ширину, площадь объектов, протяженность природного контура.

Разрешающая способность аэрофтоснимков очень большая (0,03 мм), поэтому на них отображаются мельчайшие детали местности. Гораздо меньше разрешающая способность человеческого глаза (0,08 мм).

Сравнивать же две мельчайшие величины глаз может при размерах их в 0, мм. Одной десятой миллиметра на аэроснимке в различных масштабах соответствуют следующие величины на местности:

Масштабы 1:5000 1:10000 1:15000 1:20000 1:25000 1:35000 1: в натуре, Размер как прямой признак дешифрирования приобретает большое значение в тех случаях, когда два или несколько объектов, фотоизображения, отличаются по размеру. Например, при характеристике по аэрофотоснимкам некоторых форм линейной эрозии (потяжины, ложбины) для их разделения используется размер;

при дешифрировании состава древостоев определение размеров проекций крон деревьев по аэрофотоснимкам также имеет большое значение.

поверхности передается на аэрофотоснимках по законам центральной проекции. В соответствии с этим форма объектов, имеющих третье измерение - высоту, несколько изменяется в пределах аэроснимка в зависимости от удаленности от главной его точки. Получение сведений при помощи стереоскопических приборов также затруднительно ввиду непривычной для дешифровщика передачи формы объектов на аэрофотоснимках в ракурсе «вид сверху».

Форма фотоизображения плоских объектов земной поверхности, как природных, так и антропогенных, на плановых аэрофотоснимках подобна их форме на местности. Форма фотоизображения объектов является, как правило, достоверным признаком дешифрирования.

По форме фотоизобра фотоизображения в большинстве случаев природные объекты местности отличаются от объектов антропо антропогенных (созданных в результате деятельности человека). Для последних характерны геометрически правильные формы прямолинейные границы или отрезки их. Для линейных объектов часто отмечается постоянство размеров поперечников на большом протяжении.

Форма фотоизображения природных объектов на аэрофотоснимках, так же как и в натуре, отличается большим раз от очень неопределенной до вполне четкой и конкретной. Границы их контуров бывают извилистыми криволинейными, плавными и изредка прямолинейными. Форма фотоизображения природных объектов часто прямолинейными определяется особенностями рельефа территории.

Рисунок 1 - Стандартная семибалльная шкала тонов черно-белой гаммы поверхности. Например светлый тон соответствует более ярким объектам.

При дешифрировании аэрофото сравнения со стандартной шкалой. Число тонов черно-белой гаммы, пебелой редаваемое фотобумагой и воспринимаемое человеческим глазом, сравнительно невелико В процессе дешифрирования предлагается пользоваться шкалами в семь - десять градаций. По семибалльной шкале (рис. 1) выделяются следующие тона: 1 - белый (очень светлый 2 - светлый;

3 - светло-серый; 4 - серый 5 - темно-серый; 6 - темный; 7 - чер темный), соответствующий наибольшему почернению фотобумаги Тон фотоизображения зависит от многих причин, обусловленных свойствами фотографируемых объектов, условиями аэрофотосъемки, типом аэрофотоматериалов. К. свойствам объектов, определяющим тон относится их яркость. Таким образом светлоокрашенные объекты, обладаю наибольшими коэффициентами яркости, изображаются белым или светлыми тонами (корковый и пухлый солончаки и т.д.), темноокрашенные объекты – темными тонами (чернозем зеленый луг и т.д.).

Одни и те же объекты в сухом состоянии отличаются большей яркостью и изображаются более светлыми тонами, во влажном — меньшей яркостью и изображаются более темными тонами.

К условиям съемки влияющим на тон фотоизображения, относится степень освещенности земной поверхности во время съемки. Зависимость между степенью освещенности объектов и тоном фотоизображения прямая, т. е. одни и те же объекты наиболее освещенные, изобразятся более светлыми тонами менее освещенные - более темными тонами.

Тон фотоизображения тех или иных объектов варьирует в зависимости от типа аэрофотопленок Поэтому при дешифрировании, при описании признаков дешифрирования, при сравнении результатов дешифрирования с литературными данными необходимо учитывать тип пленок.

Тон фотоизображения - многозначный признак, так как в зависимости от вышеперечисленных условий одинаковые объекты могут изображаться различными тонами, а разные объекты - одинаковыми.

собой вид объекта земной поверхности при рассматривании его сверху.

Рисунок - один из наиболее достоверных и устойчивых дешифровочных признаков. Он бывает бе природный контур изображается на снимках одним тоном Последний тоном.

характерен для фотоизображения спокойной водной поверхности луговой растительности, почв дернового типа почвообразования, солончаков и т. д.

Преобладающее большинство рисунков фотоизображения структурные пятнистые, крапчатые, полосчатые и т. д.

Пятнистый рисунок фотоизображения состоит из плоских пятен разного тона, чередующихся в различных соотношениях. Пятнистый рисунок характерен для территорий с хорошо развитым микрорельефом и комплексным почвенно-растительным покровом. Пятнистый рисунок в зависимости от размеров пятен подразделяется на мелко средне- и мелко-, крупнопятнистый. Мелкопятнистый рисунок (рис. 2, б) формируется сочетанием пятнышек диаметром не более 0,3 см. Среднепятнистый рисунок (рис. 2, а-2) слагается пятнышками диаметром 0,5-1,0 см. Крупнопятн рисунок имеет пятнышки диаметром от 1,0 см до величины наименьшего контура, сопутствующей требованиям заданного масштаба работ Рисунок 2 – Признак дешифрирования – рисунок (структура Крапчатый, или зернистый, рисунок фотоизображения состоит из сочетания выпуклых мелких пятен (крапа, или зерен) и является изображением лесной и кустарниковой растительности. Соответственно он преобладает на аэрофотоснимках таежно-лесной и лесостепной зон. Он маркирует подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, часто торфяно-болотные и другие почвы. Крапчатый рисунок делится на мелкокрапчатый, диаметр крапа до 1 мм, и крупнокрапчатый, диаметр более 1 мм (рис. 2, в-1). Первый, например, характерен для фотоизображения елово-пихтовых лесов, последний для Многим объектам земной поверхности соответствуют на аэрофотоснимках полосчатые рисунки. Параллельно- и равномернополосчатый рисунок (рис. 2. в-2) характерен для фотоизображения пахотных угодий. Извилистая разнотонная полосчатость (рис. 2, г) с изрезанными и не всегда четкими границами полос соответствует фотоизображению территорий с частой пространственной сменой почвообразуюших пород и склонов, сложенных породами различной плотности, перекрытых рыхлыми отложениями небольшой мощности.

Рисунок фотоизображения в виде тонкой, извилистой, разреженной, ориентированной полосчатости (рис. 2, д) характерен для некоторых видов эоловых образований. Поперечнополосчатый рисунок (рис. 2, е) формируется из извилистых нешироких полосок различной, обычно контрастной тональности, направленных поперек вытянутых в одном направлении контуров, и маркирует верховые грядово-мочажинные болота логов. Концентрическиполосчатый рисунок (рис. 2, ж), состоящий из светлых, более широких, и темных, более узких, прерывистых, концентрических полосок, надежно демаскирует верховые грядовомочажинные болота.

Рисунок фотоизображения в виде так называемых вееров блуждания (рис. 2, з) типичен для территорий, формирующихся благодаря деятельности постоянных водотоков. Он состоит из сочетания дугообразных полосок различной степени изогнутости и ширины и маркирует пойменные ландшафты.

Радиально- или параллельноструйчатый рисунок (рис. 2, и) известен для фотоизображения пролювиальных шлейфов, конусов выноса, территорий, на которых развит плоскостной смыв и явления солифлюкции.

Этот рисунок поверхности в основном формируется в результате деятельности временных водотоков.

Перечисленные примеры не исчерпывают всего многообразия рисунков фотоизображения природных ландшафтов. Однако они достаточно наглядно иллюстрируют порядок описания этого признака дешифрирования.

Т е н ь как дешифровочный признак имеет важное значение.

фотоизображением тени объектов для определения самих объектов или некоторых их признаков. Различают тени собственные и падающие. Собственной называется тень, покрывающая часть или всю поверхность объекта, расположенную со стороны, противоположной солнцу. Падающей называется тень, отбрасываемая объектом на земную поверхность. Падающие тени отличаются темными тонами. При дешифрировании аэрофотоснимков большее значение имеют падающие тени, позволяющие определять высоту и форму объектов. По их форме часто удается определить искусственные объекты: постройки, опоры высоковольтных передач, триангуляционные пункты и т. д. Падающие тени в качестве признаков дешифрирования широко используются в лесном дешифрировании. Породы деревьев характеризуются специфической формой кроны, и, таким образом, по тени от нее можно судить о породе дерева. Например, форма падающей тени ели напоминает остроугольный треугольник, основание которого в несколько раз меньше высоты, пихты имеет шиловидную форму. Некоторое представление о древостое в целом можно получить по совокупности падающих теней, наблюдаемых в краевой части лесного массива.

почвообразующие породы и т. д., дешифрируются преимущественно по косвенным признакам. Этот вид дешифрирования значительно сложнее дешифрирования по прямым признакам, так как он включает этап работ по установлению природных взаимосвязей между определяемым объектом и индикаторами. Из природных компонентов, с которыми почва находится в тесной взаимозависимости, растительность и рельеф непосредственно изображаются на аэрофотоснимках. Поэтому при дешифрировании почв по косвенным признакам наиболее распространен и достоверен прием установления взаимосвязей между почвами и растительностью, почвами и рельефом. Последующее дешифрирование по прямым признакам растительности и рельефа в ряде случаев позволяет определить почвы по установленным взаимосвязям. Также не исключена возможность установления взаимосвязей почв с другими природными компонентами и дешифрирование последних.

Взаимосвязи между природными компонентами конкретны и действительны только в пределах определенных регионов, поэтому косвенные признаки дешифрирования устанавливаются тоже только в пределах конкретных регионов с аналогичной физико-географической обстановкой.

При прямом дешифрировании почв Пермского края можно руководствоваться следующими правилами.

Распаханые дерново-подзолистые почвы имеют наиболее светлый фототон изображения. Глееватость четко опознается по более темному фототону, причем границы ареалов имеют часто вытянутую, разветвленную форму, почвы приуроченных к депрессиям рельефа. Болотные почвы низинных и переходных болот характеризуются зернистой структурой по переферии (кустарник) и неоднородной крупнопятнистой текстурой поверхности болота.

Дерново-бурые и дерново-карбонатные почвы маркируются темными пятнами, приуроченными к вершинам холмов, увалов, крутым склонам.

Аллювиальные почвы безошибочно дешифрируются по приуроченности к поймам рек.

Перед началом полевых работ на материалах дистанционного зондирования проводится процедура контурного дешифрирования.

Достоверность установленных границ и возможности их проведения определяется контрастом яркости Кя определяется по формуле:

где В1 – яркость почвенного контура, В – яркость фона (окружающих почв) Для глаза человека различимые границы между соседними почвами соответствует минимальному коэффициенту яркости 2 %, слабая дешифрируемость соотвествует коэффиценту 3-5%, средняя 6-10 %, хорошая -11-20 %, очень хорошая - 21-30 %,. Достоверно установленные границы переносятся простым карандашом на топографическую карту.

2.3 Изучение систематического списка почв Студенты получают от преподавателя систематический список почв исследуемой территории и изучают его. Систематическим списком называют перечень всех типов, подтипов, видов и разновидностей почв, которые сформировались в данном регионе.

В списке приводятся индексы, которыми обозначаются почвы, а также условные знаки материнских пород, индексы гранулометрического состава.

В приложении 3 приводится систематический список почв Пермского края.

Учитывая, что в настоящее время сосуществуют публикации, в которых почвы называются в соответствии с двумя различными классификациями, в приложении 4 устанавливаются корреляция между терминами «Классификации и диагностики почв СССР» 1977 г. и «Классификации и диагностики почв России» 2004 г. Кроме того, перед выездом в поле необходимо изучить официальную инструкцию по проведению почвенно-картографических работ, инструкцию по технике безопасности.

Для проведения полевых работ необходимо заранее подготовить снаряжение и простейшее оборудование для изучения физических свойств почв. Ниже приводится список основного снаряжения.

1. Папка или планшет для крепления топографической основы.

2. Бланки для описания морфологических свойств почвенных разрезов.

3. Мешочки для образцов почв, ящики для почвенных монолитов.

4. Этикетки.

5. Метр клеенчатый (портновский). Сверху к нему практично прикрепить петлю из тесьмы, в конце которой укрепить гвоздь. Его втыкают в землю у стенки разреза так, чтобы 0 сантиметровой ленты совпал с поверхностью почвы, а сама лента опускалась вглубь разреза.

6. Нож, необходимый для препарирования стенки разреза и взятия почвенных образцов. Необходим крепкий нож, охотничий или обычный - кухонный, длиной 20-25 см, шириной 3-5 см, с острым концом, лучше с ножнами для ношения.

7. Две лопаты.

8. Компас.

9. Навигатор.

10. Напильники и бруски для затачивания лопат.

11. Лупа – необходима для мезоморфологических исследований (более тщательного рассмотрения структурных отдельностей, пор, новообразований, характера мелких корешков и т.д.).

12. Металлический патрон (бурик) размером ориентировочно 5045 мм для взятия образцов почв с ненарушенным сложением и последующего определения плотности.

13. Гербарная сетка.

14. Эклиметр для определения крутизны склона.

15. Ученические тетради. Ручки, карандаши, линейка, резинки.

16. Полевая сумка, рюкзак.

17. Бур системы Качинского или Малькова, который может пригодиться для определения свойств глубоких почвенных горизонтов, не вскрытых разрезами.

18. Бутылочка с 10 % HCl, снабженная капельницей, герметично закрывающаяся.

Этап полевой работы включает следующие элементы работы.

- Рекогносцировочное знакомство с территорией проведения практики.

- Закладка почвенных разрезов.

- Морфологическое описание разрезов и установление классификационной принадлежности почв.

- Взятие почвенных образцов, почвенных монолитов.

- Установление границ почвенных разновидностей, составление полевой почвенной карты.

- Изучение факторов почвообразования на территории картографирования.

- Предварительная обработка полевых материалов.

- Сдача и приемка работы.

3.1 Рекогносцировочное знакомство с территорией проведения Рекогносцировку проводят для установления на исследуемой территории топографических закономерностей в почвенном покрове и дешифровочных признаков почв на аэрофотоснимках.

Ее ведут по характерному маршруту, пересекающему различные элементы рельефа. Рекогносцировка сопровождается закладкой основных разрезов в наиболее типичных местах. В результате рекогносцировки уточняют систематический список почв и составляют проект легенды полевой почвенной карты.

Для изучения строения почвенного профиля закладываются почвенные разрезы трех видов:

1. основные (полные разрезы, ямы);

2. проверочные (контрольные разрезы, полуямы);

3. прикопки.

Основные разрезы пересекают все горизонты почвенного профиля и вскрывают верхнюю часть материнской породы. Их глубина зависит от генетической принадлежности почв. На дерново-подзолистых почвах яма составляет около 150 см; на дерново-карбонатных с укороченным морфологического изучения, из основных разрезов берутся послойные образцы для лабораторных анализов и для коллекций.

К основным разрезам необходимо приурочивать полевое изучение физических свойств, бурение скважин, описание растительности, фотографирование.

распространения почв, охарактеризованных основными разрезами, и для дополнительной характеристики видов почв с варьированием морфологического строения, мощности горизонтов, гранулометрического состава, степени оподзоленности, содержания гумуса, глубины вскипания и т.д. Полуямы закладываются в большем количестве, чем основные разрезы.

Их глубина должна быть достаточной для определения нижней границы горизонта В2. Чаще всего она составляет 80-90 см.

Образцы берутся из пахотного слоя, а на целине – из двух верхних диагностических горизонтов.

Прикопки вскрывают верхние горизонты почвенного профиля, с их помощью устанавливают нижнюю границу горизонта В1.

Главное назначение прикопок - уточнение границ почвенных контуров, выявленных и охарактеризованных ямами и полуямами. С этой целью прикопки располагаются между контрольными разрезами в местах намечающейся смены одной почвы другой.

Прикопки дают возможность измерить мощность верхних горизонтов почвенного профиля, установить гранулометрический состав, степень оподзоленности. Поэтому в ряде случаев, например, при подтверждении мелких контуров, они могут выполнять функции полуям.

Количество почвенных разрезов, необходимых для изучения почвенного покрова и составления почвенной карты, определяется масштабом почвенной съемки, принадлежностью территории к той или иной категории сложности и конкретными особенностями участка проведения практики.

Укажем два варианта определения количества разрезов. Согласно официальным нормативным материалам, существуют следующие нормы заложения разрезов (таблица 1).

Таблица 1 - Количество гектаров, приходящихся на один почвенный разрез (без Масштаб Гектары на местности Квадратные сантиметры на карте

III IV V III IV V

Примечание: территория Пермского края относится к регионам, в которых почвенное картографирование проводится по III – V категориям сложности.

Второй вариант заключается в предварительном экспериментальном установлении количественных показателей структуры почвенного покрова (СПП). Для этого необходимо на ключевом участке площадью 1 га провести детальную съемку в М 1:100, разбив его территорию пикетами на клетки размером 10 м2 и закладывая «точки опробования» в центре каждого квадрата.

По результатам полевой работы вычисляют следующие показатели СПП:

Индекс дробности Jд – величина, обратно пропорциональная среднему размеру элементарного почвенного ареала (ЭПА):

где Jд – индекс дробности, х – средневзвешеный размер ЭПА, га.

Коэффициент расчленения, средний для всех ЭПА ключевого участка:

где Кр – коэффициент расчленения единичного ЭПА, р – длина границ (периметр) ЭПА, найденный по почвенной карте ключевого участка, см;

S – площадь ЭПА, см2;

3,54 – постоянный коэффициент.

Индекс сложности Jс (по Я.М. Годельману, 1981):

где Jс – индекс сложности, Jд – индекс дробности, Кр – средний коэффициент расчленения.

Вычисление для ключевого участка индекса дробности и сложности используется при расчете «точек опробования» в следующих возможных ситуациях.

А. При картографировании структур с высокой дробностью (индекс дробности 1д более 1), у которых средний размер контура не превышает га, число точек опробования на каждый гектар не должно быть меньше индекса дробности структуры. Тогда каждый контур - ареал может быть опробован. Для таких мелких контуров одна точка на каждом ареале позволяет определить свойства почвы, довольно точно выявить его границы и нанести их на карту. Например, если индекс дробности равен трем (при среднем размере ЭПА около 0,33 га), на каждом гектаре картируемой территории нужно заложить 3 точки.

Б. При картографировании менее сложных структур, где величина 1д колеблется от 1 до 0,1, что соответствует средним величинам элементарных ареалов почв - 1,0-10,0 га, одна точка опробования на каждом ареале не всегда позволяет правильно нанести на карту кон фигурацию его границ.

Вытянутость, извилистость границ и форма контура интегрально определяется величиной коэффициента расчлененности. Она равна единице для круга и растет с увеличением вытянутости контура и извилистости его границ.

Исходя из этого, для структур с индексом дробности 1д от 1 до 0, число точек опробования на каждый гектар картографируемой площади должно соответствовать коэффициенту (индексу) сложности Iс, величина которого определяется произведением индекса дробности на средний коэффициент расчленения и превышает обычно для таких типов структур величину индекса дробности 1д в полтора-два раза. Такое число точек опробования позволяет выявить не только свойства почв каждого ареала, но и его очертания. Например, индекс дробности 1д составляет 0,2 (при средней площади ЭПА 5 га), коэффициент расчленения 1,6. Тогда индекс сложности 0,2*1,6=0,32, т.е. число точек опробования на 1га должно составлять 0,32, на 10 га нужно заложить 3 разреза, на 100 га - 30 разрезов.

В. Для однородных СПП с крупными ЭПА число точек опробования должно быть больше индекса сложности Iс, т.к. выявление их очертаний предполагает большее число зондировочных точек опробования. При 1д в пределах 0,1-0,01 число точек опробования на каждом гектаре должно быть соответственно в 1-5 раз больше Iс. Покажем эти значения в виде вспомогательной таблицы:

Например, средняя площадь ЭПА составляет 25 га, тогда 1д= 1:25=0,04. Примем коэффициент расчленения равным 1,5. При этих условиях Iс = 1,5*0,04=0,06. Следовательно, на 1 га нужно заложить 0,06*4=0,24 точки, на 10 га - 2-3 точки, на 100 га - 24 точки.

Г. При индексе дробности 1д от 0,01 до 0,001 число точек опробования должно быть в 5-50 раз больше индексов сложности соответствующих структур. Например, если средний размер ЭПА составляет га, что для условий Пермского края практически исключено, то 1д= 1: 0,01; при среднем коэффициенте расчленения =1,4 это дает Iс = 0,01*1,4=0,014. На 1 га нужно заложить 0,014*5=0,07 точки, на 10 га 0, точки, на 100 га - 7 точек опробования.

Соотношение полных разрезов, полуям, прикопок Оно должно устанавливаться по другому показателю структуры почвенного покрова - составу и соотношению почв-компонентов ПП. Это еще один важный вопрос в методике крупномасштабной картографии почв.

Согласно существующим нормативам, соотношения между основными разрезами, полуямы и прикопками равно 1:4:5.

Правильное соотношение позволит, с одной стороны, полностью использовать возможности данного масштаба в детальности изображения на карте почвенного покрова, с другой не производить излишне трудоемких работ по закладке выработок. Объективно решить этот вопрос можно только в случае, когда известен состав почвенного покрова. Опыт крупномасштабной картографии показывает, что количество полных разрезов составляет обычно 20% от общего числа разрезов.

Необходимо тщательно выбирать место для разрезов, особенно полных. Выбирается наиболее характерная микроплощадка, типичная для более или менее крупного участка, на который предполагается экстраполировать генетическое название почвы, установленное в разрезе.

Во избежание случайностей (например, свальная или развальная борозда) необходимо предварительно выкопать 2-3 нерегистрируемые прикопки.

Почвенные разрезы нельзя располагать вблизи дорог (ближе 10 м от проселочной и 50 м от шоссе), опушек леса, на обочинах канав, на участках, где проводились строительные работы, хранились минеральные и органические удобрения, располагались копны соломы.

На выбранном месте на поверхности земли очерчивают лопатой форму ямы – продолговатый четырехугольник со сторонами приблизительно 150200 см в длину и 70-80 см в ширину. Одна из коротких стенок разреза («лицевая») к моменту описания должна быть обращена к солнцу.

При копке ямы сначала полностью выбирается слой земли «в один штык», т.е. на глубину рабочей части лопаты по всей площади ямы. Затем переходят к выемке следующего слоя в один штык, опять выбирая землю начисто. Никогда не следует начинать углубление ямы, пока не выброшена земля, накрытая при проходке следующего слоя. Последовательно углубляя яму, время от времени укорачивают ее каждый раз на 20-30 см, оставляя ступеньки на стороне, которая противоположна лицевой стенке. Лицевая стенка должна быть отвесной (рисунок 3). Землю из ямы следует выбрасывать на боковые стороны, ни в коем случае не вперед, и достаточно далеко от краев ямы, чтобы избежать обратного осыпания земли.

Выбрасывают почву так, чтобы по окончании работы с разрезом можно было легко засыпать яму, не перемешивая плодородные слои с малоплодородными. Поэтому пахотный слой или гумусовый горизонт выбрасывают на одну сторону, а нижележащие - на другую. Основное правило работы в поле – аккуратно засыпать разрез сразу после описания и взятия образцов.

Когда разрез выкопан до нужной глубины, следует сейчас же взять чистой лопатой образец из горизонта С (СД, Д) со дна ямы на анализ, т.к. в дальнейшем дно будет засорено осыпающейся почвой.

После выкопки разреза необходимо нанести разрез на топографическую основу т.е. сделать его привязку Точность нанесения разреза при масштабе 1:10 000 составляет + 0,3 мм. Эту процедуру можно выполнить с помощью навигатора или используя шагомерный способ. При измерении расстояния шагами необходимо знать размер шага многократным измерением известного расстояния. Например если расстояние 40 м равно 50 шагам, на один шаг приходится 0,8 м Во время работы показатели в шагах следует сразу переводить в метры. На топографической основе основные разрезы обозначают знаком +, полуямы - кружком диаметром 3 мм, полуяму - точкой. Принята общая (сквозная) нумерация всех почвенных выработок, причем цифра ставится справа от условного знака.

3.3 Морфологическое описание разрезов и установление классификационной принадлежности почв Изучение морфологических признаков почвы необходимо для установления ее генетической принадлежности. С помощью ножа необходимо отпрепарировать лицевую стенку разреза, прикрепить к ней измерительную ленту так чтобы нуль совпадал с поверхностью почвы, затем проследить, как изменяются по профилю основные морфологические признаки: влажность, цвет, гранулометрический состав структура, плотность, сложение, включения, новообразования, переход от горизонт к горизонту.

В таблице 2 приводятся диагностические признаки и обозначения горизонтов действующей классификации 1977 г. и новой (2004 г г.).

Таблица составлена И.А. Самофаловой и В.П. Дьяковым (2010) по материалам указанных классификаций.

В приложении 5 дана характеристика морфологических признаков (Б.Г. Розанов, 2004).

Наиболее подробнее морфологическое описание горизонтов почвенного профиля проводится для полных разрезов и полуям. При этом используются специальные бланки, формы которых даны в пррложении 6.

Для прикопок указываются лишь нижняя граница горизонтов, делается мазок.

почв СССР, горизонта, горизонта, А0 - лесная Поверхностный горизонт, буро-коричневый, состоящий из органического материала разной подстилка О– степени разложения (не выше 50 %) и разного ботанического состава. Содержание подстилочно- органического вещества более 35 % от массы горизонта. Может иметь стратификацию по торфяный степени разложения органического материала. Мощность не превышает 10см. Залегает под А0 - очес ТО - Формируется в верхней части торфяной толщи. Состоит преимущественно из остатков олиготрофно- сфагновых мхов разной степени разложения, не превышающей 50 %, при содержании торфяной органического вещества более 35 % от массы горизонта. Характеризуется светлой окраской влагоемкость. Образован из материала естественных торфяных горизонтов в результате Апах - пахотный PТR - Темный, гомогенный с примесью минерального материала, с элементами комковатой