2.5.1. Определение состояния почвы. Стр. 2

Например, значения влажности, температуры, окислительно-восстановительного потенциала почвы могут значительно изменяться даже в течение суток, не говоря уже о месяце и годе. Параметр же – численное отображение свойства почвы, стабильного при данных биоклиматических условиях, или инвариантного свойства (Клир, 1990). Некоторые свойства почв в обозримом временном интервале могут, вероятно, отображаться и константами, то есть абсолютно постоянными значениями: например, гранулометрический состав, удельный вес.

Все свойства почвы в каждом выделенном частном качественном экологическом состоянии необходимо подразделять на базовые и расчётные (Березин, Гудима, 1994; Сапожников, Прохоров, 1994). К базовым следует отнести те свойства, которые возможно получить только экспериментальным путём и на основе которых определяется многочисленная группа расчётных свойств. К базовым относятся, например, удельная масса и плотность (объемная масса или объемный вес), которые мы можем получить только экспериментально. На их основе мы можем получить такую расчетную величину, как пористость.

Основные группы свойств, определяющие экологическое состояние почв, приведены в табл. 4. При ее составлении учтены все свойства почв, которые предлагались к экологическому нормированию и моделированию в работах целого ряда авторов, и ГОСТы.

(Березин, Гудима, 1994; Милащенко и др., 1988; ГОСТ 17.0.0.01 -76; ГОСТ 17.0.0.02–79; ГОСТ 17.4.3.04–85; ГОСТ 14.4.3.02–83; ГОСТ 17.4.3.06–86; Росновский, 1993, 1995; 2002; Сапожников, Прохоров, 1992; Сапожников, 1994).

При отборе свойств для целей экологического нормирования и моделирования учитывались свойства, ответственные за цели почвы, экосистемы и социальной системы. Все приведённые в таблице свойства являются важнейшими при проведении нормирования экологического состояния почвы и при моделировании.

При отборе свойств почв для экологического нормирования и моделирования следует помнить и о другой цели – экологическом мониторинге. Мониторингом называется система повторных наблюдений одного или нескольких объектов природной среды в пространстве и во времени с определенными целями и в соответствии с заранее подготовленной программой (Епишин, Трофимов, 1985).

Центральными блоками систем мониторинга любого уровня и предназначения являются блоки прогноза и управления. Их практическая реализация предполагает наличие количественных моделей, описывающих поведение экосистем и их промышленных аналогов как в естественных условиях, так и при предельных антропогенных нагрузках. Как бы успешно ни развивалась наука прогнозирования и моделирования, какие бы научно-обоснованные модели ни создавались, в итоге прогнозы строятся на конкретных экспериментальных данных. При прочих равных условиях качество прогнозов всегда будет зависеть от качества исходной информации. Это обстоятельство значительно усиливает роль квалифицированного обоснования представляемой исходной информации, особенно это касается систем агрогеохимического мониторинга.

2.5.2. Определение состояния почвы. Стр. 3

В современной почвенной науке имеется ряд прекрасных моделей поведения химических средств мелиорации в почвах, агроценозах, агропромышленных производствах и в природных системах более высокого иерархического уровня, которые могут быть использованы в агроэкологическом мониторинге (Гольдберг, 1987; Барбер, 1988; Пачепский, 1990). Однако, к сожалению, публикующиеся в современной агрохимической, почвенной, экологической научной и научно-производственной литературе экспериментальные данные не позволяют использовать эти модели на практике: имеющиеся исходные данные по конкретным экосистемам не полны. Любые модели поведения элементов в экосистемах требуют жесткого набора данных совершенно определённой размерности. Для проведения мониторинга любого уровня (в том числе и агроэкологического) нужно изменить методологию сбора исходной почвенно-агрохимической информации: необходимо ориентировать его на конкретные отобранные и обоснованные физико-математические модели поведения химических элементов в природных, природно-технических экосистемах и их компонентах. Несоблюдение этого правила вынуждает создавать массу эмпирических, слабо научно обоснованных моделей, которые, как правило, оправданы для конкретных небольших земельных участков (для конкретной части агропромышленного комплекса) при массе внешних ограничений. Иными словами, прежде чем выехать в поле, надо иметь цель исследования, некоторую модель того, что мы хотим получить, и под эту модель уже отбирать необходимые данные (переменные и параметры).

Одной из причин, мешающих применению научно обоснованных моделей в процессе экологических исследований, является устоявшаяся система единиц измерения, которая применяется в агрохимии и почвоведении. Так, содержание элементов в почвенном поглощающем комплексе обычно выражается в мг-экв/100 грамм сухого вещества почвы или в процентах от массы сухого вещества почвы (тепличного грунта). Валовое содержание элементов также выражается в процентах от массы сухого вещества (Агрохимические методы…, 1976). Аналогичным образом выражается и содержание химических элементов в растительности. Публикуя агрохимические данные, не принято приводить сведения о физических свойствах исследуемых почв и других плодородных сред: таких как удельная поверхность (Sуд), плотность (ρ), пористость (n), коэффициент фильтрации (Кф), коэффициент влагопроводности (Кw), активная пористость (nакт). А именно эти данные крайне необходимы при любом научно-обоснованном прогнозировании и моделировании поведения химических элементов и в почвах, и в экосистемах в целом.

Выражение химического состава почвы или другой плодородной среды в мг-эквивалентах на единицу массы сухого вещества (или в процентах от него) страдает существенным методологическим недостатком, который приводит подчас к неправильной трактовке процессов накопления и выноса элементов в тех или иных горизонтах почвы. Особенно это касается почв и почвогрунтов с резко различными по гранулометрии и сложению горизонтами: например, почв пойм, болот, насыпных грунтов промышленных теплиц с различными по выработке слоями.

Совершенно очевидно, что все процессы протекают в почвах в определённых физических объемах, которые имеют различную массу из-за нетождественности как гранулометрического состава, так и плотности сложения.