6 Оценка плодородия почв и его лесоводственное значение

Оценка земель - это система мероприятий, направленных на получение информации как о качестве (бонитете) почв и почвенного покрова, так и об их (его) экономической ценности. Существенное различие состоит в том, что при оценке земель учитываются не только почвы и почвенный покров территории, но и характеристика географического пространства в экономическом аспекте (площади, расстояния, обеспеченность коммуникациями, трудовыми ресурсами, конкурирующие землепользования).

Экономическая оценка лесных земель показывает насколько правильно организовано их использование для получения максимального эффекта с минимальными затратами труда и средств. Важнейшим показателем экономической оценки является общая стоимость полученной продукции (валовой доход), общая величина затрат на производство урожая, чистый доход. Экономическая оценка земель учитывает не только плодородие почв, но и все затраты на получение продукции.

Бонитировка почв и оценка земель являются составными частями земельного кадастра.

Показателем качества почв является бонитет, количественный показатель, обычно выражаемый в баллах по отношению к наилучшей почве, балл которой принимается за 100. В результате бонитировки устанавливают, насколько одна почва лучше или хуже другой по своим физическим, химическим, биологическим свойствам и продуктивности.

Бонитировка почв, или качественная оценка земель – это сравнительная оценка качества почв, их потенциального плодородия (производительной способности) по отношению к природным или культурным фитоценозам.

Бонитировка представляет собой раздел почвоведения, который изучает методы (способы) оценки качества почв по их плодородию на основе природных (внутренних) свойств этих почв при данном сопоставимом уровне рационального ведения лесного хозяйства и интенсивности земледелия. Бонитировку почв можно рассматривать как специализированную прикладную классификацию почв по их потенциальному плодородию, построенную на объективных почвенных показателях, коррелирующих с продуктивностью и качеством произрастающих или выращиваемых на них растений. Понятие «бонитировка» происходит от латинского слова bonitas – доброкачественность.

Бонитировка лесных почв является основой учёта качества почв, отличающихся плодородием, основой для решения лесоводственного вопроса – степени соответствия биологии произрастающих древесных пород почвенно-грунтовым условиям.

Для установления связи между свойствами почв и продуктивностью насаждений используют графические и математические методы.

С помощью математических методов из многих признаков отбираются те, которые имеют высокие коэффициенты корреляции с продуктивностью насаждений. За 100% принимаются признаки и свойства почв с наибольшей продуктивностью насаждений. Свойства менее плодородных почв вычисляют по отношению к свойствам лучшей почвы.

Оценку в баллах бонитета получает каждый признак или каждое свойство почвы. Затем все баллы складывают и делят на число отобранных признаков. Получают почвенно-бонитировочную шкалу по измеряемым свойствам почв, коррелирующим с продуктивностью насаждений. Эта шкала является специализированной для лесного хозяйства качественной классификацией почв.

Уровень плодородия почвенно-грунтовых условий сказывается на форме, составе, высоте и других лесоводственных и таксационных признаках насаждений. Если измерить средние высоты на различных почвах и указать их в классах бонитета или баллах, взяв за 100 лучшую почву, то полученная почвенно-бонитировочная шкала оценивает эффективное плодородие в баллах, одновременно показывающих степень относительного соответствия насаждений почвенным условиям. Такая шкала отражает влияние почвенно-грунтовых условий на продуктивность насаждений и называется почвенно-бонитировочной шкалой (таблицей) по продуктивности насаждений.

Почвенно-бонитировочные таблицы составляются для нескольких древесных пород, отличающихся биологическими и экологическими свойствами, а также для отдельных хозяйств, районов, областей, зон и всей страны. Такие таблицы могут использоваться и для территорий не занятых лесом, так как они отражают относительное качество почв по их свойствам. В полных бонитировочных таблицах указывается тип леса, состав, полнота, запас и другие таксационные признаки насаждений. Почвенно-бонитировочные таблицы используются при проектировании совместно с почвенными картами и данными лесоустройства.

Основой для оценки лесорастительных свойств почв служит почвенная карта с морфологическим описанием почв и почвообразующих пород, их физико-химические свойства, характеристика произрастающей на этих почвах растительности.

Почвы с близкими лесорастительными свойствами могут объединяться в хозяйственные группы, для которых подбираются наиболее продуктивные и экономически выгодные древесные породы и разрабатывается система хозяйственных мероприятий по их выращиванию (лесокультурные работы, реконструкция насаждений, рубки ухода, главные рубки и т.д.).

Качественная оценка почв проводится на основе материалов массовой таксации почв следующим образом:

Проанализировать набор почвенных разностей исследуемой территории. Данный вид работы был проведен ранее при рассмотрении раздела 3 (Структура почвенного покрова и его характеристика).

Таксационные показатели насаждений, произрастающих на одинаковых почвах, определяются по таксационным описаниям. Площади одинаковых почв суммируются, тем самым формируется почвенный выдел (табл. 9).

Таблица 9 – Исходные данные для бонитировки почв

по запасу насаждений

№ почвы	Кв., выд.	Пло-щадь, га	Таксационные показатели насаждений
			Происхождение	состав	Класс бонитета	Полнота	Запас	Возраст
24	Кв 34 выд 5	0,7	л/к	7С3Б	Iа	0,7	410	55
Итого по почве 24		0,7
27	Кв 34 выд 6	0,9	л/к	9С1Е	I	0,8	420	62
Итого по почве 27		0,9
33	Кв 34 выд 7	1,5	Ест.	6Е3Б1С	I	0,6	220	55
	Кв 34 выд 9	0,9	л/к	8С1Е1Б	Iа	0,7	400	50
Итого по почве 33		2,4

Оценить лесорастительные свойства почв согласно балльной оценке.

Расчёт баллов проводят для каждой породы в отдельности, для чего запас, приходящийся на долю каждой породы (приведенный к полноте 1,0) относят к запасу, приходящемуся на один балл по таблицам хода роста (приложение 12).

Б = З/П(С_С/δ_С + С_Е/δ_Е + С_Д/δ_Д + С_Б/δ_Б и т.д.), где

Б – средний класс бонитета (балл) по данному выделу;

З – запас древесины в натуре м³ на га;

П – полнота насаждений в долях едиинцы;

С_С, С_Е, С_Д, С_Б и т.д. – доля участия породы (сосны, ели, дуба, берёзы и т.д.) в составе насаждений в десятых долях;

δ_С, δ_Е, δ_Д, δ_Б и т.д. – цена одного балла данной породы в возрасте насаждения.

Таблица 10 - Средневзвешенные баллы почвенных выделов

Название почвы, ее номер на карте	Площадь почвенного выдела, га			Средний балл почвенного выдела
	под лес-ными культу-рами	под естест-венными насаж-дениями	общая	по лесным культу-рам	по естест-венным насаж-дениям	общий
33 Среднеподзолистая со следами оглеения песчаная на двучленных отложениях флювиогляциальных и кварце-во-глауконитовых песков	0,9	1,5	2,4	138	168	117

Определить перспективные лесообразующие породы для наиболее распространённых типов почв на основании балльной оценки, и составить их карту-схему размещения. Карты-схемы по размещению лесообразующих пород по таксационному описанию и по балльной оценки выполнить в формате А3 в приложении и сделать выводы о эффективности ведения лесного хозяйства.

7 Построение геолого-геоморфологического профиля по геолого-геоморфологическим разведочным данным

Геолого-геоморфологические разрезы или профили представляют собой вертикальное сечение участков земной поверхности на определенной территории (приложение 1-3). Разрезы дают представление об особенностях строения элементов рельефа, условиях залегания горных пород и подземных вод в толще земной коры.

Разрезы строятся по тополиниям (горизонталям данных нивелировки) и описаниям буровых скважин или вертикальных обнажений земной коры.

Построение профиля начинается с составления топографического профиля поверхности. Он может быть построен по топографическим горизонталям геодезической карты, либо по данным нивелировочного хода. При этом за нулевую линию принимают наиболее низкую точку местности, пересекаемую профилем. Слева от нулевой линии (начало профиля) строится вертикальный масштаб. Если горизонтальный и вертикальный масштабы будут одинаковы, то геологический разрез отразит действительную картину строения земной коры. Однако обычно горизонтальный масштаб берётся равным масштабу карты, а вертикальный увеличивается в несколько раз. При этом искажается истинная картина местности, условий и особенностей залегания пород и др.

После построения горизонтального и вертикального масштабов на нулевую линию наносятся точки пересечения линий разреза с горизонталями на карте. В этих точках в принятом вертикальном масштабе наносятся высотные значения соответствующих горизонталей. Все полученные при этом точки рельефа последовательно соединяются плавными линиями, которые и дают изображение рельефа по линии разреза.

На осевые линии скважин наносятся геологические данные из журнала описания пород в скважинах. При этом справа от оси скважины отмечается интервал залегания пройденных пластов, а рядом штриховыми знаками и индексами показывают петрографический состав пород, их возраст и происхождение. Уровни грунтовых вод отмечаются слева от оси скважины знаками ▼ и пунктирной линией.

Увязка разреза в геолого-геоморфологическом профиле заключается в объединении пород одинакового возраста, состава и происхождения, вскрытых различными скважинами в пласты. Она начинается с наиболее характерных, так называемых маркирующих пластов, которые трудно перепутать с другими. Такими маркирующими пластами могут быть наиболее “молодые” - четвертичные отложения (Q), условия, залегания которых часто определяются рельефом местности (например, Qal или Qdl). Например, для аллювия характерно горизонтальное залегание в пределах каждой террасы, а мощность делювия возрастает вниз по склону. Аллювий различных террас имеет и различный возраст, поэтому объединять его в один пласт нельзя даже в случае одинакового состава.

Если порода вскрыта только в одной скважине, а в других отсутствует, то залегает она, очевидно, в форме линзы. Границы линзы на разрезе показывают на половине расстояния между соседними скважинами.

Коренные породы морского происхождения имеют обычно горизонтальное или близкое к нему залегание. На участках где увязка носит предположительный характер из-за нехватки фактических материалов, границы между пластами пород наносятся не сплошными линиями, а пунктирными.

Нижняя граница разреза определяется скважиной, имеющей наибольшую отметку бурения. Нельзя ограничивать разрез снизу линией, соединяющей забои скважин, т.к. некоторыми скважинами породы при бурении были пройдены не на всю мощность.

На увязанном разрезе породы различного состава штрихуются принятыми для них условными обозначениями, их возраст и происхождение показывают буквенными и цифровыми индексами.

Депрессионная поверхность грунтовых вод показывается на разрезе синей пунктирной линией, соединяющей отметки уровней воды в скважинах.

Геолого-геоморфологический разрез строится каждым студентом по индивидуальному заданию в указанном масштабе на ватмане или миллиметровке гелевой ручкой.

Геолого-геоморфологический профиль сопровождается пояснительной запиской составленной по следующей схеме:

• введение - указывается цель построения разреза;

• характеристика рельефа по линии разреза (тип рельефа, его формы, элементы), при характеристике речной долины обратить внимание на тип речной долины, строение русла, поймы, надпойменных террас, типы террас, их относительные высоты и др.

• характеристика горных пород; описываются породы в возрастной последовательности от более древних коренных до четвертичных включительно. Четвертичные отложения описываются по элементам и формам рельефа (водораздел, склоны, террасы, пойма). При этом кроме названия породы, возраста и происхождения (генетический индекс), указываются ее мощность, минералогический состав и др.

• подробно описываются подземные воды, оказывающие влияние на почвообразование и рост леса, прослеживается их связь с реками и дневной поверхностью.

• Заключение - приводится краткая характеристика почвообразующих пород по линии разреза с обязательной увязкой их с рельефом и подземными водами, дается целостная оценка представленному геолого-геоморфологическому профилю.

7.1 Характеристика подземных вод и их динамика. Карта гидроизогипс. Расчет направления и скорости течения грунтовых вод

Приводится характеристика подземных вод. Дается определение. Отмечаются виды (почвенные воды, верховодка, грунтовые воды, межпластовые). Особое внимание обращают на характер вскрытых скважинами грунтовых вод. Надо признать, что зачастую именно грунтовые воды во многом определяют характер почвообразования, продуктивность ценозов и даже характер хозяйственных мероприятий проводимых на конкретных лесохозяйственных территориях. И именно поэтому, инженер лесного хозяйства должен иметь представление о характере подземных вод, их бассейне, динамике, скорости передвижения и др.

Из всего многообразия характеристик подземных вод (глубин залегания, общей минерализации, динамических запасов и др.) наибольшее практическое значение имеют карты гидроизогипс. Они характеризуют поверхность грунтовых вод – безнапорных вод, залегающих на первом от поверхности, выдержанном по площади водоупорном горизонте.

Гидроизогипсы представляют собой линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками зеркала грунтовых вод.

Для построения карты гидроизогипс необходимо иметь план расположения наблюдательных скважин (шурфов, колодцев, водоемов), отметки устьев скважин и данные замеров уровней грунтовых вод, произведенных в течение короткого отрезка времени (1-2 недель), т.к. уровни грунтовых вод значительно изменяются во времени. По разности между отметками устьев скважин и глубиной залегания грунтовых вод в этих скважинах определяются отметки зеркала грунтовых вод. Эти отметки наносятся на план у устья соответствующих скважин и путем интерполяции определяются точки для проведения гидроизогипс через 1 метр. Отметки гидроизогипс указываются на карте.

Для целей лесного хозяйства наиболее интересны карты для периодов самого высокого и самого низкого уровня почвенно-грунтовых вод и карты, составленные по сезонам года. Последние дают представление о динамике подземных вод. Положение гидроизогипс относительно русла реки показывает характер взаимосвязей подземных вод и гидрографической сети (грунтовые воды питают озеро, реки или наоборот).

По карте гидроизогипс определяется направление движения грунтового потока на момент составления карты, величина напорного градиента (гидравлического уклона), местоположение дренажных каналов и скважин, скорость движения воды (если известен коэффициент фильтрации K_Ф). Грунтовый поток движется перпендикулярно гидроизогипсам от больших отметок к меньшим. Гидравлический уклон (J) определяется по разности отметок гидроизогипс ( , ) на выбранном для определения отрезке, деленной на расстояние между ними (путь фильтрации). Скорость движения воды определяется по формуле Дарси , где К_Ф - коэффициент фильтрации, J- гидравлический уклон. Карта гидроизогипс и расчеты выполняются каждым студентом по индивидуальному заданию на миллиметровке или белой бумаге (карандаш, гель, тушь). Размер листа 297х420 мм. Пример оформления карты гидроизогипс дан в методических указаниях «Геологические карты и разрезы».

Заключение

В заключении оцениваются результаты выполненной работы, подводятся итоги по оценке плодородия различных типов почв и их лесоводственного эффекта, даются рекомендации по лесохозяйственному освоению территории исследуемого объекта.

Литература

1. Александрова Л.Н., Найдёнова О.А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. – Л., «Колос», 1976. – 280 с.

2. В.Д. Зеликов Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие. – М.: МГУЛ, 1999.- 220с.

3. Волкова Г.В. и др. Практикум по почвоведению с основами агрохимии. — М.: Агропромиздат, 1987. – 135 с.

4. Воробьёв Г.Т. Почвы Брянской области. – Брянск: Грани, 1993, 160 с.

5. Воробьёв Г.Т., Жучкова В.К. и др. Природное районирование и типы сельскохозяйственных земель Брянской области. – Брянск, Приокское кн. из-во, 1975, - 611 с.

6. Воробьёв Г.Т., Чумаченко И.Н., Маркина З.Н. и др. Почвенное плодородие и радионуклиды (Экологические функции удобрений и природных минеральных образований в условиях радиоактивного загрязнения). – М.: НИА-Природа, 2002. – 357 с.

7. Годовой отчёт лесохозяйственного предприятия и статистические сборники по соответствующему району и области за прошедший год.

8. Горбылёва А.И. и др. Почвоведение. Лабораторный практикум. /Под ред. Горбылёвой А.И. – Мн.: Дизайн ПРО, 2000. – 192 с.

9. Гречин И.П. и др. Практикум по почвоведению.- М., «Колос», 1964. – 423с.

10. Евдокимова Т.И. Методические указания по почвенному картографированию и полевым исследованиям почв /Изд. МГУ, 1988. – 38с.

11. Зеликов В.Д., Щепащенко Д.Г. Методические указания к курсовому проекту по почвоведению для студентов специальности 260400 и 260500. – М.: МГУЛ, 1998. – 20 с.

12. Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. — Л.: “Лесн. пром-сть.”, 1981.- 264 с.

13. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГУ, 1993. – 184 с.

14. Карта почвенно-географического районирования РФ Масштаб 1:1000000.

15. Кауричев И.С. Практикум по почвоведению. Изд. 4. – М.: Агропромиздат, 1986. – 336с.

16. Кауричев И.С., Панов Н.П., Розов Н.Н. и др. Почвоведение /Под ред. И.С. Кауричева. - М.: Агропромиздат, 1989. - 719с.

17. Классификация почв России /Составители: Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева. – М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2000. – 236с.

18. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. - М.: Колос, 2000. -416с.

19. Корнев В.П. и др. Методические указания к лабораторно-практическим занятиям по почвоведению. – Брянск,1970. – 56с.

20. Материалы ГИС, имеющиеся на кафедре лесоустройства БГИТА, содержащие планово-картографические материалы и повыдельные базы данных для трёх лесничеств Учебно-опытного лесхоза: Опытного, Карачижского и Крыловского и материалы ГИС лесохозяйственных предприятий в регионах исследований.

21. Материалы лесоустройства лесохозяйственного предприятия с почвенными картами, планшетами, участками территории лесного фонда (конкретные кварталы), повыдельными таксационными данными последнего лесоустройства и геоморфологического строения территории.

22. Методические указания к выполнению лабораторных занятий "Почвы Брянского лесного массива" /Соколов Л.А., Стефуришин М.В. — Брянск,1997.

23. Методические указания к выполнению лабораторных работ по морфологии почв. Раздел "Почвоведение"./Соколов Л.А. — Брянск, 1998.

24. Методические указания к лабораторным занятиям по разделу география почв. Общая часть. /Соколов Л.А., Стефуришин М.В. — Брянск, 1997.

25. Методические указания к проведению лабораторных занятий по разделу «Геология». — "Минералы почвообразующих пород и почв"/Соколов Л.А. — Брянск, 1998.

26. Методические указания к проведению лабораторных занятий по разделу "Геология" — "Осадочные горные породы. Часть II. Почвообразующие горные породы" /Соколов Л.А., Стефуришин М.В. — Брянск, 1998.

27. Методические указания к учебной практике по почвоведению для студентов II курса специальности ЛХФ/ Г.М. Орловский, Е.М. Остроумов. -Брянск, БТИ, 1984. – 86 с.

28. Методические указания по курсовому проектированию для студентов очного и заочного обучения ЛХФ / Соколов Л.А., Марченко С.И., Стефуришин М.В., Устинова Т.С., Костюченко Д.А. – Брянск, БГИТА, 2001. – 30с.

29. Методические указания по самостоятельной работе студентов II курса "Составление детальных почвенных карт лесохозяйственных объектов на ЭВМ" /Марченко С.И. — Брянск, 1997.

30. Пособие по проведению анализов почв и составлению агрохимических картограмм/Под ред. Н.П.Карпинский, К.А. Гаврилов, М.: Россельхозиздат, 1969. – 328с.

31. Почвенная карта Брянской области М 1:200000, 1985 и карты других областей.

32. Почвоведение: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям (физические свойства почвы) для студентов лесохозяйственного факультета очного обучения направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» (специальность 250700/ БГИТА; Сост. З.Н. Маркина, Л.А. Соколов, Д.А. Костюченко. – Брянск, 2004. – 22с.

33. Почвоведение: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям (водно-физические свойства почвы) для студентов лесохозяйственного факультета очного обучения направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» (специальность 250700) БГИТА; Сост. З.Н. Маркина, Л.А. Соколов, Д.А. Костюченко. – Брянск, 2004. – 12с.

34. Почвоведение: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям (гранулометрический состав почвы) для студентов лесохозяйственного факультета очного обучения направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» (специальность 250700)/ БГИТА; Сост. З.Н. Маркина, Л.А. Соколов, Д.А. Костюченко. – Брянск, 2004. – 16с.

35. Почвоведение: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям (органическое вещество почвы) для студентов лесохозяйственного факультета очного обучения направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» (специальность 250700)/ БГИТА; Сост. З.Н. Маркина, Л.А. Соколов, Д.А. Костюченко. – Брянск, 2004. – 23с.

36. Почвоведение: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям (физико-химические свойства почвы) для студентов лесохозяйственного факультета очного обучения направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» (специальность 250700)/ БГИТА; Сост. З.Н. Маркина, Л.А. Соколов, Д.А. Костюченко. – Брянск, 2004. – 32с.

37. Почвоведение: Методические указания к учебной практике по почвенному картографированию и полевым исследованиям почв для студентов лесохозяйственного факультета заочной формы обучения направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» (специальность 250700 –Лесное хозяйство) / БГИТА; Сост. З.Н. Маркина, Д.А. Костюченко. – Брянск, 2004. – 32с.

38. Орлов Д.С., Бирюкова И.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. – М.: Наука, 1996. – 256с.

39. Орловский Г.М., Остроумов Е.М. Картирование лесных почв для целей лесоустройства. Брянск, БТИ, 1987. – 58с,

40. Пояснительная записка к проекту ведения лесного хозяйства конкретного лесохозяйственного предприятия.

41. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. — М.: «Высш. Школа», 1972. – 480с.

42. Рожков В.А., Зеликов В.Д., Щепащенко Д.Г., Шишкина Н.Г., Кормильцына О.В. Классификация и диагностика почв лесной и степной зон. Учебное пособие для студентов направлении подготовки бакалавров: «Ландшафтная архитектура» 260700. – М.: МГУЛ, 2000. – 24 с.

43. Сафонов А.Ф., Стратонович М.В. Практикум по земледелию с почвоведением. – М.: Агропромиздат, 1990. – 208с.

44. Справочник по климату СССР. Вып. 28, части 2.3.4. Л., Гидрометеоиздат, 1965, 1966, 1968.

45. Чешев А.С., Фесенко И.П. Земельный кадастр. Учебник для вузов. – М.: Изд-во ПРИОР, 2000.

Приложение 1

Требования к оформлению курсовой работы

Пояснительная записка должна содержать:

Титульный лист.

Задание на проектирование.

Содержание

Введение

1 Естественно-исторические условия лесохозяйственного предприятия

2 Факторы и процессы почвообразования

2.1 Климат

2.2 Рельеф

2.3 Почвообразующие и подстилающие породы

2.4 Растительность

2.5 Антропогенный фактор

2.6 Почвообразовательные процессы

2.7 Экономические условия

3 Структура почвенного покрова объекта исследований

3.1 Описание основных типов почв

3.2 Характеристика пространственного размещения почв по основным элементам рельефа

3.3 Детальная характеристика почвенных контуров и их соотношение на исследуемой территории

4 Оценка плодородия лесных почв (связь почвы и растительности)

4.1 Характеристика лесорастительных условий объекта согласно типологической классификации Е.В. Алексеева–П.С. Погребняка

4.2 Роль основных элементов питания (N, P, K) в жизни растений и их поведение в почве