WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Для определения физических свойств и солевого состояния почв использовались традиционные методы, принятые в почвоведении и физике почв (Воробьева, 1978; Ганжара и др., 2002; Теоретические методы…, 2007). Влажность почвы определяли известным термостатно-весовым методом и на влагомере MX-50, плотность буровым методом с использованием бура Качинского объемом 100 см3, содержание легкорастворимых солей (ЛРС) по величине сухого (плотного) остатка водной вытяжки. На всех объектах исследования проводили нивелирную съемку. Почвенные разрезы закладывали в узлах сетки. Для каждого почвенного разреза выполняли точную географическую привязку. Таким образом, проведено исследование пространственной вариабельности почвенных свойств методом равномерной сетки с GIS/GPS-сопровождением на почвенном и катенно-ландшафтном уровне.

Результаты исследования пространственного распределения почвенных свойств представлены в виде топоизоплет, построенных с использованием интерполяции методом крикинга. С помощью топоизоплет изучен характер распределения в пространстве того или иного почвенного свойства, выявлены участки наибольшей или наименьшей концентрации значений, а так же сделаны предварительные выводы о причинах такого варьирования свойств на разных уровнях организации.

Статистическая оценка пространственной вариабельности свойств и содержания легкорастворимых солей в почвенном покрове проводилась с использованием различных методов математической статистики (Дмитриев, 1995), как параметрических (2, t-тест Стьюдента, F-тест Фишера), так и непараметрических (Краскала-Уоллиса). Данные обрабатывали с помощью лицензионных компьютерных интегрированных пакетов Golden Surfer v.8 и Statistica v.6.0.

ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Основными почвенными параметрами, специфическими для территории дельты Волги, являются влаго- и солесодержание. В то же время, плотность почвы обуславливает формирование объемов порового пространства, изменение которого приводит к трансформации функционирования почвы в целом и нарушения выполнения ею своих биосферных функций в экосистемах.

Исходя из этого, изучено пространственное распределение почвенных свойств, характеризующих функционирование почвы и во многом определяющих ее биосферные функции в аридных условиях на фоне специфического режима дельты Волги (влажность и плотность почвы, солевое состояние).

Пространственная изменчивость почвенных свойств в пределах бугрового ландшафта. Почвенный покров бэровского бугра представлен почвами зонального ряда для территории дельты Волги – бурыми полупустынными почвами. Ранее А.В. Федотовой с соавторами (2004, 2006) было установлено, что в пределах почв зонального ряда отмечается значительная пространственная вариабельность физических свойств.

Для сравнительной оценки пространственной изменчивости почвенных свойств на разных геоморфологических элементах и установления влияния рельефа в данной работе были отдельно проанализированы результаты определения свойств почв зонального ряда на разных геоморфологических элементах (рис. 2-7). На всех рисунках показана схема рельефа по результатам нивелирной съемки.

Рис. 2. Пространственное распределение влаги на шлейфе бугра Бэра (западный склон). Перепад высот 1,4 м.

Рис. 3. Пространственное распределение влаги на вершине бугра Бэра (западный склон). Перепад высот 0,9 м.

На вершине бугра, как и предполагалось, влажность почвы в среднем более чем в 3 раза меньше, чем для шлейфа бугра, что связано с влиянием внешних факторов и автоморфными условиями почвообразования. Однако, хорошо видно, что для почвы одного геоморфологического элемента тоже характерна значительная пространственная вариабельность почвенных свойств. Результаты определения влажности почвы в каждом узле сетки были проанализированы послойно и в пределах каждой катены.

Выявлено устойчивое увеличение влажности почвы в южном направлении у подножья бугра, что связано с понижением положения в рельефе этой части профиля. Установлено, что, несмотря на невысокие в целом величины влажности почвы, по влагообеспеченности западный и восточный склоны бугра значительно различаются между собой. Почвы восточного склона имеют более высокие величины влажности по сравнению с западным. Причем данная закономерность установлена как для средневзвешенных значений, так и по отдельным геоморфологическим элементам.

Результаты определения содержания солей (рис. 4-7) для разных геоморфологических элементов бугра показали, что на распределение солей оказывает влияние микрорельеф участка. Исключением является поверхностный слой, подверженный наибольшему влиянию факторов окружающей среды. Для шлейфа бугра данная зависимость выражена менее явно, что связано с участием пульсирующего уровня минерализованных грунтовых вод в создании солевой обстановки почв данного геоморфологического элемента в годы с высоким паводком. Поэтому содержание солей в почвах у подножья бугра выше, чем на вершине (в 1,2 раза для восточного склона и в 1,6 раза для западного склона).

Установлено, что содержание солей на вершине бугра для восточной экспозиции в 1,3 раза выше, чем для западной (3,8% и 3% соответственно), у подножья бугра содержание солей практически одинаково независимо от направления.

Рис. 4. Пространственное распределение ЛРС на шлейфе бугра (западная экспозиция)

Рис. 5. Пространственное распределение ЛРС на вершине бугра (западная экспозиция).

Рис. 6. Пространственное распределение ЛРС на вершине бугра (восточная экспозиция). Перепад высот 2 м.

Рис. 7. Пространственное распределение ЛРС на шлейфе бугра (восточная экспозиция). Перепад высот 0,34 м.

Как видно из рисунков, характер пространственного распределения солей на западном и восточном склонах бугра Бэра не совпадает. Однако некоторые общие закономерности существуют. Так, например, для шлейфа бугра с восточной и западной стороны наблюдается увеличение содержания солей при движении с юга на север, Для почв бугра на западном склоне отмечена пространственная изменчивость содержания солей в горизонтальном направлении, при этом какой-либо устойчивой закономерности не выявлено. Для восточной экспозиции бугра наблюдается достаточно устойчивое увеличение содержания солей с глубиной. При этом отмечено, что в целом с повышением микрорельефа содержание солей в почве увеличивается.

Выявленные различия в пространственной изменчивости почвенных свойств на западном и восточном склоне в первую очередь связаны с особенностями их геоморфологического строения (крутизной склона, протяженностью, микрорельефом и перепадом высот).

Для плотности почвы также выявлена значительная пространственная изменчивость. Средние значения плотности почвы варьируют от 1,37 до 1,42 г/см3. При этом установлено, что в пределах ландшафта наибольшие величины плотности почвы (более 1,7 г/см3) приурочены к солончаку луговому гидроморфному оклобугрового пространства, что объясняется наличием признаков осолонцевания в профиле этих почв. Наименьшие величины плотности (1,0-1,3 г/см3) отмечены повсеместно для поверхностного слоя почвы благодаря воздействию внешних факторов) и слоя 20-40 см почв околобугрового пространства. Это связано с морфологическими особенностями профиля, а именно наличием прослоек аллювиального происхождения легкого гранулометрического состава, сформированных в годы с высоким паводком, совпадающими с периодом интенсивного поднятия Каспия.

Анализ результатов показал, что характер изменения уплотненности почвы в разных направлениях ландшафта не совпадает. Установлено, что величины плотности возрастают при движении с севера на юг (рис. 8).

Рис. 8. Изменение средних величин плотности почвы по трансектам А (южное направление) и D (северное направление)

Подобные различия объясняются более низким положением в рельефе катены D, в результате чего почвы околобугрового пространства подвержены практически постоянному переувлажнению почвенного профиля, в то время как по катене А морфологически установлены признаки осолонцевания почвы, что и вызывает увеличение плотности почвы в этом направлении.

Таким образом, для почвенного покрова бугрового ландшафта дельты Волги установлена значительная пространственная изменчивость почвенных свойств в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Пространственная изменчивость почвенных свойств на равнинном лугу. Аналогичные исследования были проведены на равнинном дельтовом лугу (рис. 1с). Перепад высот в пределах участка исследования составил всего 0,18 м.

В ходе наблюдений за режимом влажности и анализа хроноизоплет (рис. 9) было установлено, что подъем грунтовых вод начинается с мая, а опускаются ГВ за пределы метровой почвенной толщи только к концу сентября.

Рис. 9. Изменение влажности в течение вегетационного сезона в 2005г.

При изменении уровня половодья сдвигаются сроки нахождения участка под паводковыми водами и могут варьировать величины влажности отдельных слоев почвы. Однако характер режима влажности в течение вегетационного сезона остается неизменным (Федотова, Сорокин, Амирхан Лу, 2006).

Исследование влияния рельефа на распределение влаги в почве на равнинном лугу показало, что даже незначительные перепады высот оказывают влияние на величины влажности почвы верхнего слоя (рис. 10).

Рис. 10. Пространственная изменчивость влажности почвы в слое 0 - 5см.

Отсутствие влияния рельефа на влагообеспеченность почвы выявлено уже с глубиной 30 см. При этом повсеместно наблюдается устойчивое уменьшение влажности почвы с глубиной. Это связано с морфологическими особенностями профиля почвы, а именно наличием маломощной дернины (0-10 см), обладающей хорошей влагоемкостью, и аллювиальных прослоек, характеризующихся легким гранулометрическим составом и высокой водопроницаемостью (опесчаненные суглинки, супесь).

В результате проведенных исследований установлено, что на распределение изученных свойств в почвах на ландшафтном уровне оказывает влияние рельеф участка. Распределение свойств с глубины 30 см, как правило, определяется уже морфологическими особенностями профиля.

Корреляционный анализ показал хорошую зависимость для влажности поверхностного слоя 0-10 см (Ккор = 0,54), плотности в слое 10-15 см (Ккор = 0,39) и содержания солей в слое 10-15 см (Ккор = 0,61) от положения в рельефе. Результаты корреляционного анализа позволяют предположить, что в пределах бугрового ландшафта рельефом будет определяться водно-солевой режим почв, это означает, что при разрушении бугров Бэра происходит перераспределение влаги и солей в почвах, что может вызвать перестройку функционирования всего ландшафта.

Особенности пространственной вариабельности почвенных свойств в ландшафте бугра Бэра. В данном разделе приведены результаты статистической оценки особенностей пространственной вариабельности почвенных свойств (влажность, плотность и содержание ЛРС) в почвенном покрове ландшафта бугра Бэра. Базой данных явились множества экспериментально полученных значений влажности, плотности почвы и содержания ЛРС. Выборки составлялись по каждому изученному свойству для почвенных типов, геоморфологических элементов ландшафта и отдельных почвенных горизонтов и слоев. Объем выборок варьировал от 20 до 150. Для каждой выборки проводили проверку на нормальность с использованием широко известного критерия 2 Пирсона. Было установлено, что с уровнем значимости =0,05 распределение можно считать нормальным только для влажности лугового гидроморфного солончака и почв зонального ряда восточного направления бугра Бэра.

Для пространственного варьирования влажности в пределах западного и восточного направления ландшафта бэровского бугра выявлены некоторые закономерности. Переход от почв зонального ряда к интразональным сопровождается увеличением диапазона изменчивости и межквартильного размаха. Медианное содержание влаги в почвах западного направления значительно меньше, чем в почвах восточного направления. Наименьший размах варьирования характерен для почв зонального ряда западной экспозиции бугра (рис. 11).

Рис. 11. Квантильное представление величин влажности различных типов почв (обозначения здесь и далее: бп зс – бурая полупустынная почва западного склона бугра, карб зс – слаборазвитая дерново-карбонатная почва западного склона бугра, бп вс – бурая полупустынная почва восточного склона бугра и сол вс – солончак луговой гидроморфный восточного склона бугра)

Установлено, что при переходе от зональных к интразональным почвам меняется характер распределения влажности почвы, что выражается в смещении медианы и сужении межквартильного размаха в почвах западного направления ландшафта.

Стандартные отклонения для распределения влажности почв зонального ряда составляют 1,83 для западного склона и 4,06 для восточного склона. Влажность почв околобугрового пространства характеризуется следующими величинами стандартных отклонений: 2,97 (дерново-карбонатная луговая почва, западное направление) и 4,02 (солончак луговой, восточное направление). Этим величинам соответствуют коэффициенты вариации, равные 39 и 58% для ЗС, 46 и 48% для ВС соответственно. Степень варьирования значений влажности в бурых полупустынных почвах и солончаке оценена как большая, а для луговой дерново-карбонатной почвы – очень большая.

Такому распределению влажности для дерново-карбонатной почвы шлейфа бугра способствует микрорельеф территории и наличие глубоких понижений. Влажность на этих участках значительно выше, что и определяет увеличение интервала варьирования и коэффициента вариации.

Оценка пространственной вариабельности влажности почвы послойно показала, что при более высокой влажности почв восточного направления, для изменчивости влажности почв бугра и околобугрового пространства значимые различия наблюдаются в слое 40-60 см (рис. 12). Преимущественно к данной глубине пространственно приурочен солевой горизонт, наличие в котором гигроскопических солей значительно влияет на распределение влажности почвы.

Рис. 12. Квантильное представление распределения величин влажности в слое 0 – 10 см и 40 – 60 см по восточной и западной экспозиции бугра

Установлено, что переход между почвенными типами от зональных к интразональным сопровождается значительным увеличением диапазона изменчивости и межквартильным размахом распределения величин плотности почвы и содержания солей. При этом установлено, что вариабельность содержания солей в почвах восточного склона значительно выше, чем на западном склоне, и этот показатель увеличивается с глубиной.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»