ПОЧВА лесники ответы / 18_vopros

Климат. Для характеристики климатических условий используются данные ближайшей метеостанции или они заимствуются из «Агроклиматического справочника» области.

Рельеф. Для написания данной главы должны быть использованы не только литературные данные, но и результаты личных наблюдений, полученные во время проведения съёмки. При описании рельефа даётся характеристика формам макро- и микрорельефа, указывается его происхождение, расчленённость овражно-балочной и гидрографической сетью, влияние его на процессы эрозии.

Геологическое строение местности и почвообразующие породы описывается на основании имеющихся литературных данных, по материалам полевых почвенных исследований, лабораторных анализов, карт коренных пород и четвертичных отложений. Особое внимание уделяется описанию покрова четвертичных отложений, их генезису, мощности, гранулометрическому и химическому составу. При наличии многочленности почвообразующей породы даётся характеристика каждому члену отложений, их мощности и гранулометрическому составу, приуроченности к элементам рельефа.

Гидрография и гидрология. При характеристике гидрологического режима даётся подробное описание рек, речек, озёр, прудов и других водоёмов. Описывается частота паводков, высота межени, характера отложения наилков в пойме. Указывается также глубина залегания грунтовых вод, их состав и минерализация, режимы (изменения уровня, температуры и химического состава по данным наблюдений смотровых колодцев). Отмечаются места выхода ключей, уровни воды в колодцах, жёсткость воды. Особое внимание необходимо уделить выявлению влияния грунтовых вод на почвообразование.

Растительность. В очерке необходимо указать зону района исследований, дать лесорастительное районирование объекта, указать видовой состав растительности, приуроченность к различным элементам рельефа и её влияние на ход почвообразовательного процесса. Дать характеристику всем природным растительным ассоциациям (леса, луга, болота) и определить занимаемую ими площадь. При наличии сенокосных и пастбищных угодий даётся их характеристика по типам – суходольные, заболоченные, пойменные, приводятся сведения об их продуктивности, указываются необходимые культуртехнические и агрохимические мероприятия по их улучшению. При характеристике торфяных болот указывается тип болота (верховые, низинные, переходные) и экономическое значение залежей торфа.

Почвы. Данная глава является в очерке центральной как по своему объёму, так и по значимости. Она служит не только пояснительным текстом к почвенной карте, но и научной основой при проведении лесоустройства.

В данной главе указывается принадлежность региона к определённой почвенной зоне, подзоне, провинции, фации. Приводится уточнённая классификация почв, слагающих структуру почвенного покрова, даётся систематический список почв, выявленных при картографировании почвенного покрова объекта исследований.

Список строится по зонально-генетическому принципу от ведущих зональных почв к почвам подчинённых ландшафтов и сопутствующим почвенным типам, с дальнейшим подразделением их на соответствующие таксономические уровни (подтип, род, вид, разновидность).

Описание почв ведётся по единой схеме. Вначале указывается площадь, занимаемая данной почвой на обследуемом участке, приуроченность её к элементам рельефа и закономерности пространственного распределения в зависимости от рельефа местности, характер материнской породы, особенности гидрологических условий, морфологическая и физико-химическая характеристика, их генезис и характер растительности.

Морфологическая характеристика почв даётся в виде морфологического описания наиболее типичных разрезов по каждой почвенной разности. Характеристика гранулометрического и физико-химического состава почв приводятся по данным лабораторных исследований в виде таблиц с детальным анализом, приведенных в таблицах материалов. Анализируются данные агрохимических показателей собранных генетических и смешанных образцов. Отмечается степень оглеения, эродированности и других характерных признаков.

Степень подробности описания каждой номенклатурной единицы должна соответствовать площади её распространения и производственной значимости.

В заключение раздела необходимо указать число почвенных комбинаций, слагающих структуру почвенного покрова, состав их компонентов, степень контрастности и особо выделить почвенные комплексы.

Взаимосвязь почвы и растительности может быть показана в виде таблиц, графиков, диаграмм.

Лесорастительные свойства и рациональное использование почв.

Оценка лесорастительных свойств почв даётся по хозяйственно-генетическим группам на основании сопоставления морфологических особенностей почв и их физико-химических свойств с таксационными показателями насаждений на пробных площадях и материалами массовой таксации насаждений. Одновременно намечаются мероприятия по улучшению лесорастительных свойств и рациональному использованию почв.

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

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 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. 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.

При определении относительного качества почв, объединённых в единый территориальный комплекс, но различающиеся по своей классификационной принадлежности, говорят о бонитировке почвенного покрова.

Бонитировка почв - одна из основных составных частей земельного кадастра, под которым понимается государственная система изучения, оценки, учёта и распределения земельного фонда страны (система государственных мероприятий, направленных на получение достоверных сведений о природном, хозяйственном и правовом положении земель).

Главная задача земельного кадастра – изучение и учёт количественных и качественных показателей земельных ресурсов на всех уровнях независимо от их хозяйственного назначения и использования до учётных показателей в целом по стране. В составе земельного кадастра выделяют три части: регистрацию землепользований и количественный учёт земель, бонитировку почв и экономическую оценку земель. Эти составные части не являются самостоятельными, а зависят друг от друга и представляют единый комплекс работ.

Земельный кадастр включает систему взаимосвязанных актов и мероприятий.

1. Земельнокадастровые мероприятия: государственная книга землепользователей и инвентаризации земель; кадастровая земельная карта;

акт на право пользования землёй; кадастровая земельная шнуровая книга; лан землепользования.

2. Земельнооценочные мероприятия: бонитировка почв; бонитировка почвенного покрова; агропроизводственная группировка почв; экономическая оценка земель; мероприятия по рациональному использованию и охране земельных ресурсов.

В зависимости от хозяйственного назначения и использования земельный фонд страны подразделяется на пять категорий: 1) земли сельскохозяйственного назначения; 2) земли населённых пунктов; 3) земли промышленного, транспортного, заповедного и иного несельскохозяйственного назначения; 4) земли Гослесфонда; 5) земли государственного запаса. Указанные категории земельного фонда распределены между пользователями и закреплены государственными актами.

История бонитировки почв. Первая попытка деления почв на классы по качеству была предпринята в Китае более 4000 лет тому назад. В Европе при ведении древнейшей подсечной или огневой системы земледелия были разработаны оригинальные методы оценки пригодности земельных участков под пашню по составу и качеству древесных и травянистых растений (эти методы являются прообразом современной методики оценки качества почв с помощью растений-индикаторов). Кадастровые оценки земель (описание земель) были введены в Древнем Египте, Римской империи, в средние века с целью налогообложения

Впервые оценочные работы и данные оценки в нашей стране начали упоминаться в Писцовых книгах Московского государства (XV-XVII вв.). В них подробно были охарактеризованы физико-географические условия отдельных поместий, земель, городов, уездов, сёл, а также содержались описания рельефа, растительности, почв, населения, развития ремёсел и т.д. В Писцовых книгах учитывались пашня, луга, леса, болота. Пашня по качеству делилась на четыре категории: земля «добрая», «средняя», «худая» и «добрехудая».

В нашей стране наметилось три основных направления в определении объекта бонитировки:

1. Естественноисторический метод, в основе которого положены принципы В.В. Докучаева. Элементарной единицей оценки служат вид и разновидность почвы, т.е. такие таксономические единицы, которые выделяют на крупномасштабных почвенных картах. Баллы бонитета устанавливаются на основе природных свойств, коррелирующих с урожайностью ведущих сельскохозяйственных культур при одинаковой интенсивности ведения производства.

2. Объектом бонитировки является не вид и разновидность, а их агро-производственные группы и подгруппы. Баллы бонитета устанавливают по природным свойствам и урожайности сельхозкультур.

3. Предмет бонитировки - тип местности. Баллы бонитета устанавливают по выходу сельскохозяйственной продукции конкретных типов местности. Под типом местности понимают земельный участок с однотипным почвенным покровом, составом естественной растительности и одинаковым хозяйственным использованием.

Бонитет почвенного покрова рассчитывают как средневзвешенную величину, принимая во вниманиеплощадь каждой почвы, входящих в оценочную территорию, общая прощадь которой принимается за 100.

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 почвенными картами и данными лесоустройства.

Основной формой количественного и качественного учёта почв являются материалы крупномасштабных почвенных исследований: почвенные карты, картограммы, почвенные отчёты с аналитическими данными. Важное место при детальной качественной оценке почв занимает агропроизводственная группировка (АГП) и бонитировка почв.

Группировка почв в системе бонитировки и земельного кадастра необходима для оценки почв крупных регионов – район, область, республика, страна.

Материалы АГП используются для учёта качества почвенных ресурсов и оценки земель; для правильного размещения культур и специализации севооборотов; для наиболее эффективного применения агротехнических и агромелиоративных мероприятий; для решения вопроса трансформации угодий.

Бонитировка почв и агропроизводственная группировка почв служат основой для экономической оценки земель, под которой понимается определение сравнительной ценности земель как средства производства с учётом экономических показателей её качества.

Место и роль почвы в экосистемах. Располагаясь на границе соприкосновения и взаимодействия планетарных оболочек (литосферы, атмосферы, гидросферы) и развиваясь в результате их взаимодействия, почва играет специфическую роль в сложной системе земных геосфер, формируя особую геосферу – педосферу, или почвенный покров Земли.

В биосфере на Земле почва является неотъемлемым компонентом природных экосистем или биогеоценозов, из которых состоит биосфера. Она входит в них в качестве особой подсистемы, связанной с другими подсистемами данной экосистемы и окружающих экосистем многочисленными прямыми и обратными функциональными связями. Почва представляет собой подсистему в биогеоценотической системе, поскольку она связана с растениями и животными. Это рассматривается как экосистема, в которой живут организмы. Экосистема биосферы включает подсистему – педосферу (почвенный покров).

Функции почвы :

1)Глобальные функции почвы

1 и главная из них – обеспечение существования жизни на Земле. Из почвы растения берут элементы питания и воду, создавая биомассу, которая расходуется на питание животным и человека, образуется трофическая цепочка почва → растение → животное → человек. В почве укореняются наземные растения, в ней обитает огромная масса животных, она плотно населена микроорганизмами. Почва – это следствие жизни и одновременно условие её существования.

2– это обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) веществ на земной поверхности.

Попадая на поверхность Земли (вулканизм, излияние на разломах, при формировании земной коры) первичные горные породы подвергаются выветриванию. В верхней части коры выветривания формируется почва, аккумулирующая элементы питания живых организмов. Растения поглощают элементы питания из почвы, сами же являются пищей для животных, и с растительными остатками и в виде органических удобрений возвращаются в почву. Это малый биологический круговорот.

Из почвы элементы атмосферными осадками выносятся в гидрологическую сеть, в зоны аккумуляции, и в итоге в Мировой океан, где дают начало образования осадочным горным породам, которые в геологической истории Земли могут выйти на поверхность, либо вначале подвергнуться глубинному метаморфизму. Это большой геологический круговорот.

Почва является связующим звеном и регулятором двух циклов.

3 – регулирование химического состава атмосферы и гидросферы.

Почвенное «дыхание» вместе с фотосинтезом и дыханием почвенных организмов играет определённую роль в создании и поддержании состава приземного слоя атмосферного воздуха, а через него и атмосферы в целом. В геологической истории Земли почва сыграла важную роль в создании современной атмосферы.

4 – регулирование биосферных процессов, в частности, плотности жизни на Земле путём динамичного воспроизводства почвенного плодородия. Распределение живых организмов на суше и их плотность в значительной степени определяется географической неоднородностью почвы и её плодородием наряду с климатическими факторами.

5 – это аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.

2)Биоценотические (экосистемные) функции почвы

- физические: жизненное пространство, механическая опора, аккумулятор влаги, трёхфазная система, защитная экологическая ниша, депо семян, эмбрионов, цист;

- химические и физико-химические: аккумуляция биофильных элементов, аккумуляция ферментов, аккумуляция биохимической энергии, сорбция веществ (поглотительная способность), сорбция микроорганизмов, деструкция и минерализация органических остатков, ресинтез органических и минеральных веществ;

- биологические: среда обитания организмов, связующее звено биологического круговорота веществ и энергии, биологическая продуктивность (плодородие);

- информационные: регуляция структуры экосистемы, сигнализация изменений состояния экосистемы, запись и хранение показателей истории экосистем (почва-память).

ЛЕКЦИЯ 16. Водные свойства и водный режим почв.

1. Почвенная вода её категории и виды.

2. Водные свойства почв: влагоёмкость, влажность, водопроницаемость, водоподъёмная способность.

3. Почвенно-гидрологические константы.

4. Основные закономерности передвижения воды.

5. Водный потенциал. Водный баланс почв. Типы водного режима.

6. Особенности водных свойств лесных почв.

7. Влияние древесных насаждений на водный режим почв.

8. Основные мероприятия по регулированию водного режима.

Вода на Земле обуславливает развитие всех жизненных процессов, как в почве, так и на её поверхности, определяет интенсивность и направленность процессов выветривания и почвообразования, динамику почвенных процессов. Почвенная вода – это особая физико-химическая система, обеспечивающая процессы выноса, перемещения и аккумуляции веществ и энергетического материала в пространстве, формирования генетических горизонтов и почвенного профиля, а также является терморегулятором, влияя на тепловой баланс и режим почвы.

Источником воды на поверхности суши являются атмосферные осадки (жидкие – дожди, ливни, твёрдые – снег, изморось, иней), и грунтовые воды, при близком залегании к корнеобитаемой зоне. Часть влаги поступает в виде сконденсированной парообразной влаги.

Содержание влаги в % к массе абсолютно сухой почвы (высушенной при 1050С) характеризует влажность почвы (м3/га, т/га).

Вода в почве находится в трёх состояниях: жидкая, парообразная и твёрдая (лёд).

Твёрдая вода – лёд, является потенциальным источником жидкой и парообразной воды. Лёд имеет сезонный или многолетний характер, переходит в жидкое и парообразное состояние при температуре выше 00С.

Парообразная вода содержится в почвенном воздухе в виде водяного пара, нередко насыщая его до 100%. Она передвигается с током почвенного воздуха, а также диффузно от мест с большей упругостью в места с меньшей упругостью водяных паров. Общее количество её невелико (0,001% от массы почвы), но она играет существенную роль в перераспределении почвенной влаги и предохраняет корневые волоски от пересыхания, особенно в засушливых районах.

Химически связанная вода – важный показатель состава почвы: она входит в состав твёрдой фазы почвы, не является самостоятельным физическим телом, характеризуется неподвижностью, высокой прочностью связей, неспособностью растворять, удерживается ионными и молекулярными силами и не доступна растениям. Она подразделяется на конституционную и кристаллизационную.

Конституционная вода входит в состав минералов в виде гидрооксидных групп [Fe(OH)3, Al(OH)3, Ca(OH)2]

Кристаллизационная вода входит в структуру минералов в виде целых молекул (CaSO4•2H2O- гипс), (Na2SO2•10H2O – мирабилит). Она менее прочно связана с почвой и удаляется при 150-3000С.

Сорбированная, или физически связанная вода удерживается на поверхности твёрдых частиц почвы в виде молекул силами сорбции. Она включает прочносвязанную и рыхлосвязанную влагу.

Прочносвязанная (гигроскопическая) вода образуется в результате адсорбции паров на поверхности твёрдых частиц почвы, непосредственно примыкает к ним в виде плёнки из 2-3 слоёв ориентированных молекул воды. Способность почвы сорбировать парообразную воду называется гигроскопичностью. Гигроскопическая вода прочно удерживается молекулярными силами, совершенно недоступна растениям, отличается по свойствам от свободной воды. Обладает повышенной плотностью (1,7 г/см3), низкой электропроводностью, не растворяет веществ, растворимых в свободной воде, замерзает при низкой температуре от –40 до –780С. Количество поглощённой влаги зависит от природы вещества, температуры и количества водяного пара, находящегося в почвенном воздухе, содержания органических и минеральных коллоидов.

Предельное количество воды, которое может быть поглощено почвой из парообразного состояния при относительной влажности воздуха, близкой к 100%, называется максимальной гигроскопичностью (МГ).

Рыхлосвязанная (плёночная) вода образуется при соприкосновении твёрдых частиц почвы с жидкой водой, когда сорбционные силы поверхности почвенных частиц полностью не насыщены и возникает дополнительная плёнка из слабо ориентированных молекул воды. Толщина этой плёнки может достигать нескольких десятков молекул. Дополнительно сорбированная вода называется рыхлосвязанной, удерживается менее прочно, может передвигаться от почвенной частицы с большой плёнкой к частицам с меньшей плёнкой. Для растений доступна частично. От свойств свободной воды отличается менее резко.

Свободная вода не связана с почвенными частицами сорбционными силами, доступна растениям, передвигается под действием капиллярных и гравитационных сил. Различают две формы свободной воды в почве – капиллярную и гравитационную

Капиллярная вода заполняет капиллярные поры, передвигается в них под влиянием капиллярных сил. В зависимости от характера увлажнения различают капиллярно-подвешенную и капиллярно-подпёртую воду.

При увлажнении почвы сверху (атмосферные осадки) формируется капиллярно-подвешенная вода, при увлажнении почвы снизу в почве образуется капиллярно-подпёртая вода.

Гравитационная вода размещается в крупных некапиллярных порах, легко передвигается по почвенному профилю под действием гравитационных сил, способна растворять и переносить соли, коллоиды, суспензии по почвенному профилю, доступна растениям. Она может создавать в почве анаэробные условия, вызывая тем самым угнетение и гибель растений из-за недостатка кислорода, а также заболачивание почвы. Различают просачивающуюся гравитационную воду, которая передвигается сверху вниз по почвенному профилю, и влагу водоносных горизонтов (почвенные и почвенно-грунтовые воды), которая передвигается по направлению уклона водоупорного слоя.

Движение воды в почве осуществляется с помощью капиллярных, сорбционных и гравитационных сил.

Капиллярные силы возникают на границе раздела твёрдая фаза почвы – вода и воздух в капиллярных порах и обусловлены поверхностным натяжением воды и явлением смачивания. Поверхностное натяжение воды – это мера некомпенсированности молекулярных сил в поверхностном слое.

Сорбционные и капиллярные водоудерживающие силы противостоят гравитационным, под влиянием которых создаются нисходящие передвижные воды.

Осмотические силы в почве обуславливаются взаимодействием ионов растворённых веществ с молекулами воды.

Водные свойства почвы. К важнейшим водным свойствам почв относятся водопроницаемость, водоподъёмная способность, водоудерживающая способность, влагоёмкость.

Водопроницаемость – способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Процесс водопроницаемости включает две стадии: впитывание и фильтрацию.

Впитывание – это поглощение воды почвой, когда все свободные поры почвы последовательно заполняются водой, и эта стадия обусловлена сорбционными и капиллярными силами. Фильтрация (просачивание) - передвижение воды в почве под влиянием сил тяжести и градиента напора при полном насыщении почвы водой, обусловлена силами тяжести.

Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава, химических свойств почв, состава поглощённых катионов (натрий уменьшает водопроницаемость, кальций увеличивает), плотности, порозности и влажности.

Провальная фильтрация характерна для лесных подстилок и песков; лучшая – для средних и лёгких, хорошо оструктуренных суглинков, удовлетворительная – для иллювиальных горизонтов, дерново-подзолистых почв и неудовлетворительная для плотных почвенных горизонтов.

Водопроницаемость играет огромную роль в сохранении почвенного плодородия. Высокая водопроницаемость лесных подстилок обеспечивает впитывание влаги в почву после ливней, таяния снега. Низкая водопроницаемость в условиях достаточного увлажнения способствует образованию поверхностного стока воды, развитию эрозионных процессов, формированию верховодки, заболачиванию и непродуктивному расходованию влаги.

Водоподъёмная способность – свойство почвы вызывать восходящее передвижение в ней влаги за счёт капиллярных сил.

Водоудерживающая способность – свойство почвы удерживать воду, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил.

Наибольшее количество воды, которое способна удерживать почва теми или иными силами называется влагоёмкостью или водовместимостью. Выражается в % от массы почвы, а при учёте объёмной плотности – в мм для определённого слоя почвы и зависит от содержания глинистых частиц. Наибольшей влагоёмкостью обладают органогенные горизонты – лесная подстилка и торф, удерживающие влагу в 5-20 раз больше своей массы.

Полная влагоёмкость (ПВ) – наибольшее количество воды, которое удерживается почвой в состоянии полного насыщения, т.е. при полном заполнении всех пор (капиллярных и некапиллярных) водой. Для почв нормального увлажнения состояние влажности, соответствующее ПВ, наблюдается после таяния снега, обильных дождей, при поливе большими нормами воды. Для гидроморфных почв состояние ПВ может быть длительным и постоянным. В условиях полного насыщения водой отсутствует аэрация, что затрудняет дыхание корней.