ПОЧВА лесники ответы / Vopros_84

11

Вопрос 84

Лекция 27. Картирование и бонитировка почв.

1.Почвенные карты и их назначение.

2. Принципы составления базовых и прикладных карт.

3. Почвенная съёмка: виды, методы и техника исследований.

4. История и основные принципы бонитировки почв.

5. Бонитировка лесных почв.

6. Использование материалов картографирования почв и бонитировки в лесном хозяйстве.

Рациональное ведение сельского и лесного хозяйства, использование природного и эффективного плодородия почв невозможно без точного знания почв каждого участка, поля, выдела. Одним из способов изучения почв является их картографирование и составление почвенных карт и картограмм.

Картирование – сплошное обследование почв территории с дальнейшим изображение почвенного покрова в форме почвенных карт, отображающих распространение преобладающих почв, сочетаний и комплексов.

Карта - это изображение какой-либо территории в некотором уменьшении, где отображается почвенный покров (сочетание почв, взятое в совокупности, в пределах определённой территории). Уменьшение площадей распространения различных почв на карте, называется масштабом. Изучение и картографирование почв основаны на генетических принципах: на почвенной карте выделяют все генетические подразделения почв (типы, подтипы, роды, виды, разновидности и т.д.), их пространственное расположение и сочетания.

Пространственное распределение почв, их свойства, условия залегания каждой почвы по рельефу, тип и степень увлажнения, гранулометрический состав, уровень грунтовых и верховых вод, степень их минерализации, в степных и пустынных регионах – тип и степень засоления, солонцеватость, эродированность, отображаются на почвенных картах и в сопроводительных документах (почвенный очерк). Материалы почвенного обследования выдаются каждому хозяйству, в которых содержатся сведения о свойствах почв, их распространении, необходимых мелиорациях и повышении плодородия. В отчётах к почвенной карте даётся оценка своеобразия природных условий почвообразования, характер антропогенного воздействия на почвы и их продуктивность. Отчёт сопровождается результатами лабораторных исследований.

Почвенные карты различаются по детальности отображения почвенного покрова и охвату территории.

Обзорные почвенные карты (М 1:1000000) – это схематизированные карты, дающие общее представление о распространении ведущих типов почв по природным зонам (почвенные карты мира, страны).

Мелкомасштабные почвенные карты (М 1:1000000 и 1:300000) составляют по республике, области для планирования и специализации сельскохозяйственного производства в этих регионах, перспективной разработки мелиоративных и лесохозяйственных мероприятий.

Среднемасштабные почвенные карты (М 1:300000 и 1:100000) используют для крупных природных регионов и административных областей при выполнении строительных работ. Это карты для комплексного использования природных ресурсов.

Крупномасштабные почвенные карты (М 1:100000 и 1:10000) – основной вид почвенных карт. Это рабочий документ для планирования и проведения агротехнических, мелиоративных и других работ в пределах лесхоза или сельхозпредприятия любого вида пользования. Их составляют специалисты почвенных партий республиканских институтов «Гипрозем» и их филиалов при участии землеустроителей. Почвенная карта СХП или ЛХП является основным документом при землеустройстве и лесоустройстве.

Для хозяйств, имеющих довольно сложный и мелкоконтурный почвенный покров (лесная и лесолуговая зона) масштаб карт более детальный М 1:25000 и М 1:10000. Для хозяйств с относительно ровным рельефом и однородным почвенным покровом масштаб почвенных карт более мелкий (лесостепная и степная зоны) М 1:50000 и 1:100000. По детальности отображения почвенного покрова крупномасштабные карты наиболее подробные, на них выделяют группы почв вплоть до видов и разновидностей. Они сопровождаются детальными агрохимическими и другими картограммами.

Детальные почвенные карты (М 1:5000 и 1:2000 и более крупный) выполняют для решения специальных задач (при проведении научных исследований, при создании новых селекционных сортов, при составлении проектов озеленения населённых пунктов и т.д.), а также при небольшой площади исследуемых участков.

Картограммы – вспомогательные картографические документы. Их назначение - расшифровка какого-либо одного признака или свойства. Наиболее распространены рекомендующие агрохимические картограммы, содержащие рекомендации по использованию почв. К ним относятся картограммы агропроизводственной группировки, типов земель, кислотности почв и нуждаемости их в известковании, содержания подвижного фосфора, обменного калия, гумуса, магния микроэлементов, тяжёлых металлов, радионуклидов. Составляют расшифровывающие картограммы, отображающие отдельные важнейшие свойства почвенного покрова (картограмма мощности гумусового горизонта, гумусированности почв, эродированности, заболоченности, оглеенности, засолённости, солонцеватости и т.д.)

Обязательная деталь каждой почвенной карты и картограммы – легенда, в которой даётся расшифровка условных обозначений в виде индексов, окраски, а также указан гранулометрический состав, положение их по рельефу, почвообразующая порода и занимаемая площадь.

Для изучения почвенного покрова гослесфонда и сельскохозяйственных угодий проводят полевое исследование почв. Почвенное обследование может быть сплошным или частичным.

Сплошное обследование проводят в крупных лесных массивах, лесхозах, лесничествах, крупных лесных питомниках, на сельскохозяй-ственных угодьях с одновременным составлением почвенных карт. Частичное обследование выполняют на пробных площадях, участках, подлежащих реконструкции, при создании лесных культур и выборе мест под плантации, сады, питомники, лесные защитные насаждения, а также при обследовании плантаций, садов, питомников, лесокультурного фонда, песков, эродированных земель. При частичном обследовании почвенные карты составляются не всегда. Почвенное обследование проводится согласно «Инструкции по проведению почвенных исследований колхозов и совхозов».

Почвенное картографирование состоит из трёх этапов: подготовительного, полевого и камерального.

Подготовительный период. Основная цель подготовительного периода заключается в том, чтобы предварительно ознакомиться со всеми материалами, характеризующими факторы почвообразования: климат, растительность, рельеф, материнские породы и хозяйственную деятельность предприятия. В этот период составляют программу обследований конкретной территории; планируют состав почвенного отряда, экспедиции; проводят сбор и обобщение материалов предшествующих работ (печатные работы, отчёты); готовят топографическую основу, делают выкопировки карт и предварительную классификацию почв; намечают основные маршруты исследовательской работы с учётом рельефа. Затем составляют конспект собранного материала и предварительную классификацию почв.

В лесном хозяйстве картирование почв осуществляют в масштабе планшетов лесоустройств или в масштабе планов лесонасаждений.

Картографической основой являются: планы участка с изображением рельефа в горизонталях, постоянных дорог, просек, границ пробных площадей, полей севооборотов, рек, оврагов и других постоянных ориентиров, которые могут служить для привязки почвенных разрезов; планшеты или планы лесонасаждений; топографические карты; карты четвертичных отложений;

гидрологические карты; дешифрированные аэрофотоснимки, а также материалы лесоустройства: таксационные описания лесничеств, данные пробных площадей, сведения о лесных культурах, гарях и вырубках, частично перенесённых на планшет. При картировании крупных объектов для удобства пользуются абрисами. Полевой почвенный абрис изготавливают в карандаше в масштабе съемки (1:10000 или 1:5000) на листе миллиметровки или синьки попланшетно. Основой для него может служить почвенная карта-гипотеза, составленная на основе карты пластики рельефа.

Для удобства работ и индикационной локализации почвенных контуров на абрисы копируются с таксационных планшетов квартальная сеть и внутренняя ситуация кварталов (таксационные выделы, дороги, визиры, ручьи, болота, с топографических планов данные вертикальной съёмки и т.д.). Планово-топографическая основа размножается в количестве 5-7 экземпляров.

Для придания полевому почвенному абрису лучшей информативности производят тоновую закраску таксационных выделов цветными карандашами (акварельными красками) в соответствии с общепринятыми в лесоустройстве цветами и условными обозначениями. Прежде всего, необходимо выделить все безлесные болота и площади занятые ольшаниками по долинам рек и ручьев. Безлесные болота обозначаются синей прерывистой горизонтальной штриховкой. Если в составе насаждений ольха занимает 0,7 единиц и более, выдел закрашивается в светло-зеленый цвет, 0,3-0,6 единиц выдел заполняется наклонной светло-зеленой штриховкой. Выделы с другими породами окрашиваются в следующие цвета: сосна - оранжевый, ель - малиновый, береза - голубой, дуб -серый, осина - зеленый. Тон раскраски имеет четыре градации и усиливается от молодняков к спелым и перестойным древостоям. Нанесенная на выделы окраска не должна затушевывать базовые контуры рельефа и другие обозначения на почвенном абрисе. Поэтому для упрощения работ в первую очередь заштриховываются спелые и средневозрастные насаждения, остальные при необходимой целесообразности.

Методика исследования и картирования лесных почв несколько отличается от методики картирования почв сельхозугодий, что связано с особенностями характера взаимосвязей между почвой и лесной растительностью.

1. Корни древесных растений проникают на глубину 3…5 м и более. При этом корни выходят за пределы почвенной толщи и проникают в почвообразующие и подстилающие горные породы. Очень часто, именно эти породы и их гидрологический режим, определяют условия роста лесных насаждений. Поэтому при исследовании лесорастительных свойств лесных почв необходимо исследовать не только почвенную толщу, но и подстилающие породы, если там имеются корни.

2. При исследовании лесных почв необходимо тщательное изучение гидрологического режима, поскольку рост и развитие древесной и кустарниковой растительности зависит от глубины залегания и химизма грунтовых вод. Для изучения используются данные наблюдений за уровнем грунтовых вод в почвенных разрезах, смотровых колодцах, описания бытовых колодцев, родников, ручьёв. При близком залегании грунтовых вод и участии их в почвообразовательном процессе и водоснабжении растений обязательным является проведение их химического анализа.

3. Лесная подстилка, её состав зависит от состава насаждений и условий разложения опада. Так как подстилка в биологическом круговороте элементов зольного питания играет важную роль необходимо при исследовании лесных почв подробно изучать её характер и химический состав.

4. При исследовании лесных почв необходимо учитывать, что в пределах одной и той же почвенной разности характер насаждений и напочвенный покров может изменяться. В лесных почвах часто наблюдается комплексность почвенного покрова, связанная с микрорельефом. Кроме того, особенности рельефа в лесу часто затушёвываются ограниченным обзором территории вследствие густого полога лесной растительности, ориентировка в лесу затруднена.

Методика картирования. Изучение собранных в подготовительный период материалов даёт общее представление о почвенном покрове объекта исследований, лесорастительных свойствах почв и характере взаимосвязи почв с растительностью и другими компонентами ландшафта, а также позволяет составить предварительный список почв, который уточняется и дополняется в процессе полевых работ, и легенду почвенной карты.

На основе собранного материала составляют предварительный план заложения почвенных разрезов, позволяющий заранее учесть характер растительности и рельефа, а также наметить участки и выделы, наиболее характерно определяющие связь между почвами и продуктивностью насаждений. Затем на планшете намечают предварительные места закладки почвенных разрезов, полуразрезов и прикопок.

Почвенный разрез необходим для всестороннего изучения почвы и верхней, не изменённой почвообразованием, части материнской породы. По полным почвенным разрезам устанавливают мощность и строение всего почвенного профиля, описывают материнские породы.

Основные разрезы предназначаются для детальной морфологической, или для полной (5-10 % от общего числа разрезов), с определением химических и физико-химических показателей, характеристики почв. Глубина разрезов 1,5…2 м с последующим доуглублением буром до 3-4 и более метров при необходимости изучения характера сложения почвообразующих и подстилающих горных пород. При близком залегании грунтовых вод почвенные разрезы должны углубляться в водоносный горизонт. На заболоченных почвах их глубина ограничивается глубиной вскрытия почвенно-грунтовых вод, однако и в этом случае целесообразно раскрыть сложение осадочных горных пород при помощи почвенной трости (бура). На почвенном плане и полевом почвенном абрисе основной разрез обозначается (+).

Поверочные полуразрезы предназначаются для уточнения свойств почв, определения пространственного варьирования морфометрических показателей почв на катенах и ключевых участках, а также для установления контуров почв, выявленных почвенными разрезами. Полуразрез вскрывает все почвенные горизонты до материнской породы. Глубина их закладки в среднем колеблется от 0,7 до 1,5 м. При обнаружении новой почвенной разности они могут доуглубляться до размеров основных почвенных разрезов. На почвенном плане и абрисе полуразрезы обозначаются (о).

Прикопки закладываются для уточнения границ почвенных разностей и выяснения изменчивости отдельных свойств. Прикопки регистрируются в полевом почвенном журнале, детально не описываются и привязываются к основному или поверочным разрезам. Глубина заложения прикопок – 0,4 - 0,75 м. Для повышения степени их информативности их нередко зондируют буром или тростью до материнской почвообразующей или подстилающей породы, На почвенном плане и абрисе их обозначают жирной точкой (•).

В зависимости от масштаба почвенной съёмки соотношение разрезов и полуразрезов составляет 1:3:4, прикопок в 2…3 раза больше.

При составлении предварительного плана заложения для хвойных и твердолиственных пород разрезы и полуразрезы намечают прежде всего а насаждениях, имеющих возраст 60 лет и более при полноте насаждений не менее 0,6. Разрезы и полуразрезы должны закладываться так, чтобы охарактеризовать почвенный покров по всем элементам рельефа и под всеми видами растительности, а также в культурах, на всех пробных площадях, гарях, вырубках и заболоченных участках. Разрезы намечают вдоль ходовых таксационных линий-просек и визиров.

При выезде на полевое обследование каждый участник должен иметь план заложения почвенных разрезов и копию чистого таксационного планшета, бланки полевого описания почв, цветные карандаши, ручку, резинку, сантиметр, компас, лопатку, нож, бумагу доя упаковки образцов, этикетки, шпагат, рюкзак , полевую сумку, а также капельницу с 10%-ным раствором соляной кислоты для определения глубины вскипания карбонатов, раствор красной кровяной соли для определения степени оглеения почвы, раствор хлористого бария для определения вредных концентраций хлорных солей, несколько пробирок и бумажные фильтры для получения водной вытяжки при определении вредных сернокислых и хлорных солей.

Полевой период. Обследование почв начинается с рекогносцировочных работ. Целью рекогносцировочного обследования является общее знакомство с объектом работ; предварительное знакомство с почвенным покровом, закономерностями его пространственного распределения и характером взаимосвязей почв с рельефом, растительностью, почвообразующими породами; изучение геологического строения местности; выявление участков более ценных насаждений, участков для питомников, для сельскохозяйственного освоения, лесосеменные участки и т.д. На основе рекогносцировки составляют план детальных почвенных исследований территории и уточняют рабочий номенклатурный список почв.

После проведения рекогносцировки приступают к почвенной съёмке, которая позволяет установить наличие тех или иных почв на обследуемой территории, границы их распространения, нанести выявленные почвенные контура на топографическую основу.

Техника закладки почвенного разреза. При выборе места расположения разрезов учитывается однородность растительности, напочвенного покрова, рельефа и состава насаждений, а также типичность для данного участка. Разрезы закладывают не ближе 20 м от дороги, просеки, визира, прогалин, на границе крон деревьев, где почвы сочетают свои свойства между деревьями и под ними. В лесных питомниках и культурах разрез закладывается поперёк рядов.

В характерном месте выбранного участка намечают прямоугольник, шириной 70-80 см, а длина равна глубине разреза.. Одна короткая сторона его ориентируется на юг с тем, чтобы описываемая стенка разреза была освещена. Лишь в тех случаях, когда юг "закрыт" густой стеной леса, эта сторона разреза может ориентироваться в другую, более светлую сторону.

Три стенки разреза делают вертикальными, а четвертую - со ступеньками, для уменьшения объема земляных работ и удобства спуска на дно разреза. Почву из разреза следует выбрасывать в определенном порядке. Вначале снимается лесная подстилка и складывается в кучи. Верхние почвенные горизонты выбрасывают на одну из боковых сторон, нижние - на другую. Это дает возможность после окончания работ примерно восстановить естественное сложение почвы при закапывании разреза. Нельзя выбрасывать почвогрунт на переднюю площадку разреза, а также ходить по ней, класть оборудование, т.к. это может нарушить естественное сложение горизонтов почвы и затруднить ее описание.

Описание почв при их полевом исследовании производится по определенной форме (бланк описания почвенного разреза). Бланки описания сшиваются в полевой почвенный журнал. Однако полевой почвенный журнал можно вести и в обычной общей тетради (желательно в клетку) также по форме бланка описания почвенного разреза. В описании указывается номер почвенного разреза и его местоположение: лесхоз, лесничество, квартал и точные привязки разреза в квартале к хорошо видимым ориентирам. Дается краткая характеристика особенностей геологического строения участка, для описания почв которого закладывается данный разрез, и характеристика макро,- мезо-, и микрорельефа в районе разреза и положение разреза по отношению к микрорельефу, проводится описание напочвенного покрова, видовой состав растительности и его площадь. Особенно подробно нужно описать растительность в районе разреза: состав насаждения, возраст, средний диаметр, среднюю высоту, полноту, бонитет, запас, тип леса, наличие подлеска, его видовой состав и густоту, наличие подроста и естественного возобновления, травяной и моховой покров, их видовой состав, распределение по площади и степени покрытия почвы.

После изучения и описания обстановки в районе разреза можно приступить к описанию почвы. При описании разреза и, особенно при выделении почвенных горизонтов, нужно осмотреть все его стенки, провести средние линии границ почвенных горизонтов, а затем описать каждый из них, используя качественные реакции на некоторые физические и химические свойства почв (определение закисных форм железа, карбонатов, водорастворимых солей).

Затем необходимо лопатой зачистить переднюю стенку разреза и "подновить" ее ножом сверху вниз, придав ей рельефность (внешние признаки почвы при этом становятся нагляднее), внимательно изучить переднюю стенку разреза и по изменению окраски почвы, структуры, плотности, механического состава и других внешних признаков ножом выделяются границы почвенных генетических горизонтов. С помощью деревянной шпильки к вертикальной стенке разреза прикрепляют ленту - сантиметр так, чтобы нулевое деление совпало с поверхностью почвы; лента в вертикальном положении должна свободно свешиваться по стенке разреза до его дна.

В полевом почвенном журнале изображается общее строение почвенного профиля (лучше цветными карандашами) с указанием знаков генетических горизонтов, их протяженности по профилю и мощности.

Морфологические признаки почвы являются внешним проявлением сложных процессов, протекающих в почве, отражают химический и минералогический состав почвы, ее свойства. По морфологическим признакам почвы, еще не прибегая к лабораторным исследованиям, с известным приближением можно судить о характере процессов, протекающих в почве, о степени выраженности этих процессов и в целом о лесорастительных свойствах почв.

Из каждого генетического горизонта наиболее типичных для определенной почвенной разности основных разрезов и некоторых поверочных берут образцы лесной подстилки, верхней части гумусового горизонта и середины всех последующих горизонтов.

Перед взятием почвенных образцов стенка разреза зачищается ножом от попавших на нее частиц почвы из других генетических горизонтов, и намечают места взятия образцов. Образцы берут из середины или наиболее характерной части каждого генетического горизонта, начиная с нижнего, в виде кирпичиков толщиной 5-10 см. При небольшой мощности генетического горизонта образец берется по всей его толщине. Если мощность генетического горизонта велика (50 - 100 и более см), приходится брать два-три почвенных образца. Вес образца обычно 0,5 - 1 кг.

Каждый почвенный образец помещается в пакет из листа оберточной бумаги или в мешочек и снабжается этикеткой, закладываемой внутрь пакета (мешочка). В этикетке указывается лесхоз, лесничество, номер квартала, номер почвенного разреза, название почвы, знак горизонта и глубина взятия образца (от и до), дата взятия и фамилия почвоведа. Взятые почвенные образцы регистрируются в ведомости взятых почвенных образцов с указанием глубину их взятия. Образцы нельзя хранить сырыми. Их необходимо как можно быстрее высушить до воздушно-сухого состояния в закрытом помещении.

При исследовании лесных почв принято брать единичные образцы по генетическим горизонтам. На лесных питомниках и школах, где почва обрабатывается, а иногда и удобряется, единичные образцы, взятые из верхних генетических горизонтов, не могут отразить всех особенностей исследуемых почв. В этом случае из пахотных и подпахотных горизонтов целесообразно брать смешанные образцы. Для взятия смешанного образца из 10- 15 точек исследуемого участка берутся индивидуальные образцы весом около 1 кг, тщательно перемешиваются на листе фанеры или брезента и из них отбирается средняя проба 0,5 - 1 кг.

Для пахотного слоя целесообразно брать два смешанных образца: один для глубины 0 - 10 см, другой 10 - 20 см. Для подпахотного слоя достаточно взять один смешанный образец с глубины 20 - 30 см. Для устранения имеющих место различий в свойствах лесных почв можно рекомендовать взятие смешанных образцов и для лесопокрытых площадей с однородным почвенным покровом. Смешанные образцы в этом случае составляются для каждого генетического горизонта путем смешения примерно одинаковых объемов почвы из 10…15 одноименных горизонтов. Для исследования морфологического строения и химических свойств лесной подстилки образцы берутся с передней площадки почвенного разреза на всю толщину подстилки.

В конце работы дают полное название почвы, а разрез привязывают к постоянным ориентирам или пикетажным столбикам. Полное название почвы и привязку записывают в соответствующие графы бланка почвенного описания. На чисто й копии планшета обозначают разрезы, индекс почвенного названия и привязку в метрах. После окончания работ разрезы закапывают.

При полевом обследовании составляют рабочую полевую почвенную карту. На рабочей полевой карте тушью обводят точки разрезов и границы контуров почв. Контуры закрашивают цветными карандашами, внутри выделенного контура проставляют индекс, отражающий название почвы, гранулометрический состав и материнскую породу, согласно принятой классификации и в соответствии с систематическим списком почв и легендой, принятой к почвенной карте. После оформления карты её подписывают.

Самым ответственным моментом является установление границ между объектами картографирования. Согласно существующих инструкций и методических руководств по почвенному обследованию при выделении границ почвенных контуров рекомендуется устанавливать связи не только между почвами и другими элементами ландшафта, но и между границами объектов картографирования и границами элементов ландшафта. Эти границы визуально наблюдаются в природе, на аэрокосмических снимках, на топографических, геоморфологических и геологических картах, геоботанических картах и планах лесных насаждений и др.

Имея топографическую карту с горизонталями, можно достаточно точно выделить некоторые формы рельефа, совпадающие с границами почвенных контуров (особенно в условиях сильно расчлененного рельефа); поймы рек и ручьев, надпойменные террасы, склоны, овраги, лощины, западины, холмы и т.д. Границы между различными почвами в этом случае обычно совпадают с горизонталями, оконтуривающими ту или иную форму или элемент рельефа. Нередко границы почв совпадают с границами нелесных и лесных земель: луга, пашни, болота, пески, карьеры и т.д. Очень часто границы между таксационными выделами на планах лесонасаждений являются и границами почвенных контуров, особенно если они резко отличаются друг от друга по составу древостоя, классам бонитета и другим признакам. В процессе выполнения полевых работ картографические материалы пополняются условными знаками в соответствии с выполненными натурными исследованиями.

Взятие почвенного монолита. Почвенный монолит – это вертикальный образец почвы, взятый без нарушения её естественного сложения. Для взятия монолита используют ящик длиной 1 м, шириной 0,2…0,3 м и высотой 0,12…0,5 м. Ящик состоит из рамки и крышек – верхней и нижней.

Стенку разреза предварительно зачищают, сверху снимают лесную подстилку, накладывают рамку и ножом вдоль внутренней стороны обводят контур будущего монолита. Рамку удаляют и постепенно ножом по контуру вырезают монолит на глубину 12…16 см. Снова надевают рамку поверх почвы ещё раз и зачищают и шурупами привёртывают верхнюю крышку.

Ящик поддерживают и ножом вырезают на конус весь монолит. Монолит отламывается по тонкому ребру. Крышеобразную часть монолита постепенно и аккуратно срезают ножом. Внутрь вкладывают газету или бумагу. Нижнюю крышку привёртывают шурупами. На верхней крышке указывают полное название почвы, лесхоз, лесничество, № квартала, № разреза и дату взятия монолита.