Количественная оценка механической миграции вещества почв методом магнитного трассера

Жидкин, Андрей Петрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Количественная оценка механической миграции вещества почв методом магнитного трассера
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Количественная оценка механической миграции вещества почв методом магнитного трассера"

004614623

На правах рукописи

ЖИДКИН АНДРЕЙ ПЕТРОВИЧ

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ ВЕЩЕСТВА ПОЧВ МЕТОДОМ МАГНИТНОГО ТРАССЕРА

25.00.23 - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

-2 ДЕК 2010

Москва-2010

004614623

Работа выполнена на кафедре геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: доктор географических наук,

профессор Геннадиев Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук

Горячкин Сергей Викторович,

Институт географии РАН

Защита диссертации состоится «16» декабря 2010 г. в 15 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 501.001.13 в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, МГУ имени М.В. Ломоносова, географический факультет, 18-й этаж, аудитория 1807

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова на 21 этаже

доктор географических наук Ларионов Геннадий Александрович,

географический ф-т МГУ имени М.В. Ломоносова

Ведущая организация: Институт физико-химических и

биологических проблем почвоведения

РАН

Автореферат разослан «_» ноября 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

И. А. Горбунова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы: механическая миграция вещества (ММВ) почв во многих физико-географических регионах является ведущей среди различных форм миграции веществ, влияющих на свойства почв и почвенного покрова. Однако, несмотря на то, что в литературе имеется большое число публикаций, посвященных смыву вещества почв при распашке, прямые сопоставления ММВ почв в разных условиях землепользования проведены не в достаточном объеме. Существуют различные взгляды на интенсивность процессов вертикальной турбации (радиальной ММВ) почв под лесной, степной и культурной растительностью. Остаются не в полной мере выясненными особенности протекания латеральной ММВ почв в поперечном сечении склонов, связи пространственной локализации зон выноса и аккумуляции вещества почв с экспозицией и морфологией склонов, а также роль ММВ почв в формировании свойств почв и почвенного покрова. Кроме того, несмотря на существование различных классификаций ландшафтно-геохимических катен и почв склоновых сопряжений, процессы ММВ почв в этих схемах практически не рассматриваются. В связи с этим, количественная оценка скоростей латеральной и выраженности радиальной ММВ почв в различных условиях землепользования, выявление пространственных закономерностей формирования зон выноса и аккумуляции вещества почв, определение значения ММВ в формировании свойств почв и почвенного покрова, а также типизация проявлений существующих процессов ММВ почв - представляются актуальными задачами географии почв и геохимии ландшафтов.

Цель работы: выявление факторов, скоростей и особенностей пространственного проявления ММВ почв в разных физико-географических условиях на основе использования метода магнитного трассера. Задачи:

1. апробировать метод магнитного трассера в разных физико-географических условиях центра Восточно-Европейской равнины и Среднего

Запада США;

2. количественно сопоставить скорость латеральной и выраженность радиальной ММВ почв в разных условиях землепользования под лесной, степной и культурной растительностью;

3. выявить связи между особенностями ММВ почв и свойствами почвенного покрова в пределах малого водосбора;

4. установить связь между скоростями ММВ почв и свойствами почвенного покрова на склонах разной экспозиции;

5. выявить характер пространственной локализации зон механической миграции и аккумуляции вещества почв в связи с морфологией склонов;

6. провести типизацию почвенных сопряжений на склонах по выраженности ММВ почв.

Объекты исследований: для решения поставленных задач были изучены склоновые сопряжения подзолистых, черноземных и буроземных почв на 8 ключевых участках в пределах Восточно-Европейской равнины и Среднего Запада США, рассмотренные в главе 2 работы.

Новизна работы: в работе решены важные научные задачи - на основе применения нового метода магнитного трассера для черноземных, подзолистых и бурых лессивированных почв в пределах выбранных территорий центра Восточно-Европейской равнины и Среднего Запада США получены новые количественные данные о ММВ этих почв в пределах склоновых сопряжений. Впервые проведена систематизация и типизация почвенных сопряжений по скоростям ММВ, степени открытости сопряжений почв и локализации зон выноса и аккумуляции вещества на склонах. Выявлена связь интенсивности ММВ почв и степени открытости почвенных сопряжений с вариабельностью и содержанием органического углерода в почвах. Исследованы особенности локализации зон внутрисклоновой аккумуляции веществ для почвенных сопряжений на склонах с различной конфигурацией. Установлены различия в скоростях ММВ почв на склонах разной экспозиции. В подзолистых и

черноземных почвах сопряженных пахотных и лесных/луговых катен количественно охарактеризовано влияние условий землепользования на скорость латеральной и интенсивность радиальной ММВ почв.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод магнитного трассера применим для определения скорости латеральной и выраженности радиальной ММВ почв в различных физико-географических условиях. На основе данных, получаемых методом магнитного трассера, возможна типизация почвенных склоновых сопряжений по проявлениям процессов ММВ почв.

2. По результатам исследования ключевых участков количественно охарактеризованы особенности ММВ почв в разных условиях землепользования. Скорость ММВ целинных черноземных почв даже на крутых остепненных склонах оказывается не более 1-2 т/га/год. На залесенных склонах, средней крутизны, скорости ММВ черноземных и подзолистых почв не превышают 3 т/га/год, что в большинстве случаев оказывается на порядок ниже, чем при распашке почв в сходных условиях.

3. Выявлены различия в скоростях ММВ почв черноземной зоны на пахотных склонах разной экспозиции. Высокие скорости ММВ почв на склонах южной экспозиции и средней крутизны способствуют увеличению контрастности почвенного покрова (на уровне вида), относительно склонов северной экспозиции. На слабонаклонных поверхностях различия в скоростях ММВ почв между склонами разной экспозиции не велики и не проявляются в особенностях почвенного покрова полярно ориентированных склонов.

4. Установлена связь между проявлениями зон с различными скоростями ММВ распахиваемых подзолистых, черноземных и буроземных почв и продольной морфологией склонов. Сопряжения почв на склонах с выпуклым профилем, низкими и средними скоростями ММВ почв не выявляют приуроченность аккумуляции вещества почв к какой либо определенной части склона. На

сопряжениях почв выпукло-вогнутых склонов, с низкими и средними скоростями ММВ, формирование зон аккумуляции вещества почв происходит только в верхней части, в нижней части склона наблюдается только смыв. Сопряжения почв, с высокими скоростями ММВ, вне зависимости от профилей склонов, характеризуются отсутствием зон аккумуляции вещества почв. В поперечном сечении склонов отмечается увеличение степени изменчивости скоростей ММВ почв при возрастании средних по склонам скоростей латеральной миграции вещества почв. 5. На основе применения метода магнитного трассера выявлена интенсивность радиальной ММВ (вертикальной турбации) почв при различных сельскохозяйственных воздействиях. На территориях с применением отвальной вспашки остаточно-аккумулятивным типом распределения вещества характеризуются менее 30% почвенных профилей, с использованием безотвальной вспашки - 50-75%. Целинные почвы имеют исходно аккумулятивное распределение вещества в 60-100% опробованных почв.

Практическая значимость: Количественные данные по оценке миграции и аккумуляции вещества почв, полученные в пределах исследованных территорий, могут являться основой для крупномасштабного проектирования комплексных природоохранных противоэрозионных мероприятий, планирования и улучшения территориального землеустройства. Теоретические и методические выводы могут использоваться при оценках влияния процессов ММВ почв на продуктивный потенциал почв, а также механической миграции загрязняющих веществ в почвенном покрове. Результаты исследований нашли отражение в отчетах по грантам РФФИ: №04-05-64607 (Диагностика эрозионно-аккумулятивных явлений по магнитным микрокомпонентам почв); №07-05-00254 (Параметризация миграционных процессов в почвах на основе метода микротрассеров); №10-05-00532 (Количественная оценка механической миграции вещества почв ландшафтно-геохимических арен методом магнитного

трассера); РФФИ-АФГИР №09-05-92513 (Воздействие изменений в землепользовании как результате глобального потепления на почвенную эрозию, содержание органического углерода в почве и эмиссию парниковых газов в атмосферу).

Апробация работы: Материалы исследований по теме диссертации докладывались на заседаниях кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (2006-2010). Основные положения диссертационной работы были доложены на следующих конференциях, симпозиумах и совещаниях: V съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008); конференции «Ломоносов 2008» (Москва, 2008); Всероссийских научных конференциях «XI Докучаевские молодежные чтения» (Санкт-Петербург, 2008) и «XII Докучаевские молодежные чтения» (Санкт-Петербург, 2009); Международной научно-практической конференции «Эрозионные и русловые процессы на равнинных территориях» (Минск, 2009); Международном научном семинаре «Изменение климата, почвы и окружающая среда» (Белгород, 2009); Всероссийской научной конференции «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова» (Москва, 2010); Международной научной конференции «1st Italian-Russian workshop on water erosion» (Москва, 2010)

Публикации: Материалы проведенных исследований изложены в 14 печатных работах, в том числе в 3 статьях в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК,

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, состоящего из 168 источников, в том числе 52 на иностранных языках и приложения. Содержательная часть работы изложена на 164 страницах текста, иллюстрирована 56 рисунками, включает Г7 таблиц и приложение.

Благодарности: Автор глубоко признателен научному руководителю

д.г.н., профессору А.Н. Геннадиеву за помощь и поддержку на всех этапах работы; д.г.н., в.н.с. Ю.И. Пиковскому, д.г.н., в.н.с В.Н. Голосову, к.г.н., с.н.с. В.Р. Беляеву, к.г.н., н.с. М.В. Маркелову, к.б.н., м.н.с. E.H. Шамшуриной, м.н.с. Р.Г. Ковачу за содействие в проведении полевых и аналитических работ. Автор благодарен зав. кафедрой геохимии ландшафтов и географии почв академику РАН Н.С. Касимову и сотрудникам кафедры за требовательное и благожелательное отношение к работе, ценные замечания и советы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Существующие представления о механической миграции вещества почв Механическая миграция веществ, воздействуя на химический и физический состав почв и свойства почвенного покрова, во многих физико-географических регионах превышает по объемам переносимого вещества другие виды миграции (Горшков, 1980; Алексеевский, 1998; Перельман, Касимов, 1999 и др.). Латеральная механическая миграция включает в себя группу таких процессов, как обвальные, осыпные, оползневые, солифлюкционные, дефлюкционные, дефляционные и делювиального смыва. В работе рассматривается только механическая миграция вещества почв, которая происходит под воздействием поверхностного стока временных водных потоков и является ведущей среди других процессов механической миграции вещества почв на исследованных территориях. В таком контексте понятие «механическая миграция» близко к понятию «водная эрозия», но не полностью ему идентично, поскольку включает не только латеральную, но и радиальную составляющие. Кроме того, в работе использовано первое из названных понятий, так как оно в большей степени связано с задачами исследования генезиса почв и строения почвенного покрова, которые являются приоритетными для автора.

Одними из наиболее значимых факторов ММВ почв являются условия землепользования. Имеется большое число публикаций, посвященных эрозии

почв при распашке. Однако работы по прямому сопоставлению ММВ почв в разных условиях землепользования, под культурной и естественной растительностью - малочисленны (Bates, 1936; Forsling, 1952; Гончар, 1952; Тарасашвили,1956; Ажигиров, 1984; Лесные почвы..., 1987 и др.).

Важным фактором, воздействующим на ММВ почв, являются особенности рельефа. В литературе имеются многочисленные данные по влиянию морфологических характеристик склонов на объемы смываемого вещества почв (Швебс, 1974; Иванов, 1975; Сурмач, 1979; Wischmeier, Smith, 1978 и др.), но связи между локализацией зон с разными скоростями ММВ почв и морфологией склонов - исследованы не в полной мере (Soil degradation..., 1990; Голосов, 2006).

Рядом исследователей изучался вопрос о степени выраженности ММВ почв на склонах разной экспозиции (Брауде, 1976; Голосов, 1986 и др.). При этом некоторые авторы (Санталов, 1977; Чуян и др., 1987; Лучицкая, Башкин, 1994; Ширинян и др. 2009 и др.) отмечали различия в свойствах почв склонов разной экспозиции. Однако связи между ММВ почв и свойствами почв разной экспозиции исследованы лишь в единичных публикациях (Каштанов, Явтушенко, 1997; Проценко, 2004).

Определенного внимания заслуживает проблема типизации почвенных сопряжений по проявлению ММВ почв. Существуют различные подходы к классификации ландшафтно-геохимических катен и почвенных склоновых сопряжений (Полынов, 1956; Далримпл и др., 1968; Перельман, 1975; Глазовская, 1964; Фридланд, 1972; Ковда, 1985; Караваева, 1982; Касимов, Перельман, 1992; Урусевская, 1990; Козловский, 2003 и др.). Но при этом процессы ММВ почв учитываются только в общем виде и лишь в единичных классификациях.

Таким образом, представляется важным использование новых количественных методов изучения ММВ почв, находящихся в различных условиях землепользования, выявление связей ММВ почв с экспозицией и

морфологией склонов, свойствами почв и почвенного покрова, а также проведение типизации почвенных сопряжений на склонах по проявлениям ММВ почв.

Глава 2. Обоснование метода магнитного трассера и объекты исследования

Метод магнитного трассера основан на изучении перераспределения в почвах сферических магнитных частиц (СМЧ) - микрокомпонентов, которые способны сохраняться в почвах в течение как минимум сотен лет. Морфологические особенности СМЧ позволяют четко диагностировать их на фоне других сильномагнитных минералов (Бабанин и др. 1995). Определение содержания СМЧ в почвах основывается на выделении из почвенной массы магнитной фракции и определении под микроскопом доли в ней СМЧ (Геннадиев и др. 2002). Впервые метод магнитного трассера для оценки ММВ почв был применен в США около 20 лет назад (Jones et. al., 1990, Hussain et. al., 1998J, в России он разрабатывается около 10 лет (Геннадиев и др., 2001; 2002; 2004; 2005; 2010; Жидкин, 2010).

Основными источниками СМЧ в почвах являются паровые локомотивы, что подтверждается оценкой средних запасов сферул в почвах, расположенных на разном удалении от железных дорог (Геннадиев и др. 2005). Поэтому наиболее интенсивные выбросы СМЧ в окружающую среду происходили в период от 150 до 50 лет назад. В пределах локальных местностей из атмосферы в почвы СМЧ поступают достаточно равномерно и изменения их концентраций в почвенном покрове являются следствием перераспределения этих веществ в результате смыва-намыва почвенного материала. Методика расчета скоростей ММВ почв основана на сопоставлении запасов СМЧ на различных участках склонов относительно опорных водораздельных позиций (формулы 1.1-1.2).

,{X\-Xn)*M"Sn*p 10000

лмоо 1 (>'

где V (т) - объем переотложенного материала почв; XI (г/м2) - запас СМЧ на водораздельной территории; Хп (г/м2) - запас СМЧ на участке n; М (см) -

мощность слоя опробования; Бп (м) - длина сегмента п; р (г/см3) - плотность почвы; Т (т/га/год) - скорость ММВ почв; Р (год) - время с момента выпадения СМЧ.

В соответствии с задачами исследований были выбраны 8 ключевых участков в пределах центра Восточно-Европейской равнины и Среднего Запада

США (таблица 1).

Таблица 1.

_Физико-географические условия исследованных участков_

NN Участок (область/штат) Индекс, Форма, длина, уклоны склонов Почво-образующие породы Почвы Режимы землепользования

1 Ямская степь (Белгородская) ВУ выпуклые, 550750 м, до 5° карбонатные лессовидные суглинки черноземы типичные пашня; злаково-разнотравная степь

2 Электроугли (Московская) МЕ выпуклые, 300350 м, до 3° флювиогляци-альные пески и супеси на морене дерново-подзолистые пашня

3 Спрингфилд (Иллинойс) 15 выпукло-вогнутые, 25003000 м, до 3° глубококарбонатные лессовидные суглинки черноземы выщелоченные пашня; кленово- дубовый разнотравный лес

4 Гановер (Иллинойс) 1Н выпукло-вогнутые, 300400 м, до 11° -II- лессивиро- ванные буроземы пашня; кленово- дубсвый разнотравный лес

5 Грачева лощина (Курская) кв выпуклые и выпукло-вогнутые 500600 м, до 5° карбонатные лессовидные суглинки черноземы выщелоченные и типичные пашня

б Александровка (Тульская) ТА выпуклые, 400500 м, до 6° -II- черноземы оподзоленные и выщелоченные пашня

7 Толмачи (Тамбовская) тт выпуклые, 450600 м, до 3' -II- черноземы выщелоченные и типичные пашня

8 Ждановка (Орловская) Ов прямые 800900 м, до 7° слабокарбонатные лессовидные суглинки черноземы оподзоленные и выщелоченные пашня

Задача сопоставления скоростей латеральной и выраженности радиальной ММВ почв в разных условиях землепользования решалась при изучении участков 1, 2, 3, 4. Также для решения этой задачи были обработаны литературные данные по участкам «Чашниково» и «Ашукино» Московской

области (Геннадиев др., 2002; Olson et. al., 2002). Задача выявления связей между ММВ почв и свойствами почвенного покрова в пределах малого водосбора исследовалась на основе участка 5. Связи между ММВ почв и свойствами почвенного покрова склонов разной экспозиции выявлялись на основе изучения участков 5, 6, 7. Для оценки влияния морфологии склонов на пространственную локализацию зон выноса и аккумуляции вещества почв, а также типизации почвенных сопряжений на склонах были использованы данные, полученные на всех ключевых участках. Всего было изучено более 200 почвенных разрезов и проанализировано около 450 образцов почв.

Глава 3. Латеральная и радиальная механическая миграция вещества почв в различных условиях землепользования

Оценка радиальной ММВ почв проводилась на основе вертикального распределения в них СМЧ. Установлено, что на распахиваемых почвах с отвальным типом вспашки остаточно-аккумулятивный тип распределения вещества наблюдается менее чем в 25% почвенных профилей. При использовании безотвального типа вспашки степень турбированности почв снижена в 2-3 раза - остаточно-аккумулятивный тип распределения вещества наблюдается в 55-75% профилей почв. В целинных степных и лесных почвах исходно-аккумулятивный тип распределения вещества наблюдается в 60-100% профилей почв (рис. 1).

На основе данных о запасах СМЧ в почвах ключевых участков была исследована латеральная ММВ почв. На целинных дерново-подзолистых почвах участка «Чашниково» и черноземах участков «Ямская степь» и «Спрингфилд» ММВ почв либо не была выражена, либо не превышала 3 т/га/год (рис. 2). Для черноземов типичных, формирующихся под некосимой степью, даже на бортах балок с уклонами до 20°, скорости миграции составили всего около 1 т/га/год. В свою очередь, на морфологически идентичных склонах с аналогичным, но распаханным, почвенным покровом скорости ММВ почв возрастали на порядок и более. Распашка участка «Ямская степь» привела

к увеличению скоростей ММВ почв до 18 т/га/год, участка «Чашниково» - до 6 т/га/год, участка «Спрингфилд» - до 8 т/га/год. Исследования буроземов участка «Гановер» показали высокие скорости ММВ почв, как на пашне (более 20 т/га/год), так и под лесом (5 т/га/год). Последнее может быть обусловлено вероятной распашкой лесных почв в прошлом, на что указывают морфологические свойства почв и более равномерное радиальное распределение в них СМЧ (Жидкин, 2009).

Освоенные почвы 0% 20% 40% 60% 80% 100%

а а

а ь

□ с ас!

Целинные почвы 0% 20% 40% 60% 80% 100%

аа

□ ь

Ос

□ с! ие

Рис. 1. Количество почвенных профилей (%) с разными типами распределения СМЧ: аккумулятивным (а); неравномерным с максимумом в верхней (Ь), средней (с), нижней (с!) части профиля, равномерным (е) в верхних 30 см пахотных почв участков: А) «Ашукино»; Б) «Чашниково»; В) «Гановер»; Г) «Спрингфилд»; целинных почв участков: Д) «Спрингфилд»; Е) «Ашукино»; Ж) «Чашниково»; 3) «Ямская Степь»

На основе расчета соотношений объемов смытого и аккумулированного вещества почв в пределах склонов установлено, что на целинных территориях доля внутрисклоновой аккумуляции вещества почв составила: 100% на черноземах участка «Ямская степь»; 100% на дерново-подзолистых почвах участка «Чашниково» и 35% на черноземах участка «Спрингфилд». На аналогичных, но распаханных почвах доля внутрисклоновой аккумуляции составила 0% на всех перечисленных участках. На буроземах участка «Гановер» как на пашне, так и под лесом не выявлено внутрисклоновой аккумуляции вещества почв (Геннадиев, Жидкин, 2010).

I i

! 6

к Целинные

почвы ED Пахотные почвы

"Ямская степь" "Чашниково" "Спрингфилд" "Гановер"

Рис. 2. Скорость ММВ целинных и освоенных почв ключевых участков: «Ямская степь», «Чашниково», «Спрингфилд» и «Гановер»

Глава 4. Механическая миграция и аккумуляция вещества почв в пределах малого водосбора

В пределах участка «Грачева лощина» (рис. 3) впервые методом магнитного трассера проведен расчет балансов миграции и аккумуляции вещества почв на площадях малого водосбора, а также оценено влияние ММВ почв на свойства почв и почвенного покрова.

На территории водосбора в 1986 году были проведены противоэрозионные мероприятия и посажены лесополосы. Однако исследования не выявили их значимого влияния на перераспределение запасов СМЧ в почвах, поскольку это перераспределение произошло на протяжении векового периода до проведения лесопосадок.

На основе полученных данных установлена четкая корреляция между скоростями ММВ почв и мощностями гумусовых горизонтов черноземов. На Ю-3 участке отмечаются низкие скорости ММВ почв (3 т/га/год) и большие мощности гумусовых горизонтов (в среднем по участку 112 см). Скорость ММВ почв С-3 участка выше (10 т/га/год), а мощности гумусовых горизонтов меньше (94 см). На Ю-В участке самая высокая скорость ММВ почв (11 т/га/год), при самых малых мощностях гумусовых горизонтов (91 см). С-В участок был подвержен техногенным турбациям, вызванным строительством противоэрозионных валов-террас, поэтому расчет ММВ почв на данном участке не производился.

разрезов; 2 - лесополосы

Для исследованной водосборной территории установлено, что содержание органического углерода в пахотных горизонтах черноземов, в различной степени подверженных смыву, изменяется слабо, что обусловлено большой мощностью гумусовых горизонтов черноземов и запахиванием нижележащих слоев, значительно обогащенных гумусом.

Исследования почв днища балки позволили оценить особенности аккумуляции вещества по радиальному распределению в них СМЧ. Установлено, что мощность толщи почв, содержащей СМЧ, то есть -аккумулированной за 140 лет (с момента выпадения. СМЧ) варьирует от 80 см до 240 см в разных частях днища (Жидкин, Шамшурина, 2008). С учетом этих величин и площади водосбора, объемы аккумуляции вещества почв в днище составили около 53600 тонн за 140 лет. Аккумулированная толща по содержанию СМЧ разделяется на 3 части, соответствующие 3 этапам аккумуляции вещества: 1) накопление вещества пахотных почв, обогащенных СМЧ, в начальный период распашки; 2) накопление наносов, обедненных СМЧ, смытых со склонов преимущественно в результате овражной эрозии: 3)

современная аккумуляция вещества пахотных почв, обогащенных магнитными сферулами (Жидкин, 2010).

Балансы миграции и аккумуляции вещества почв малого водосбора, рассчитанные на основе использования метода магнитного трассера были сопоставлены с балансами, полученными при помощи радио-цезиевого и почвенно-морфологического методов (Golosov et. al., 2008) (таблица 2).

Таблица 2.

Балансы ММВ почв в пределах малого водосбора Грачева лощина по

данным автора и (Golosov et. al., 2008)

Метод расчета Общий смыв Отложения в пределах склонов Отложения в днищах Вынос за пределы водосбора

Тонны % Тонны % Тонны % Тонны %

За весь период распашки водосбора (1852-2007)

Почвенно-морфологический 400375 100% 33650 8,4% 39220 | 9,8% 327505 81,2%

После строительства железной дороги (1869-2007)

Магнитного трассера 178450 100% 28500 16,7% 53600 31,5% 96350 | 51,7%

После строительства мелиоративных сооружений (1986-2007)

Радиоизотопный 22606 100% 17050 75,4% 5556 24,6% 0 0%

Почвенно-морфологический метод и метод магнитного трассера выявляют сходные объемы аккумулированного вещества почв в пределах склонов (34 тыс. и 29 тыс. тонн) и днища балки (40 тыс. и 54 тыс. тонн). Объемы, смытого со склонов вещества почв, различаются более чем в 2 раза (400 тыс. и 180 тыс. тонн), так как указанные методы оценивают разные по длительности процессы: почвенно-морфологический - с момента распашки водосбора (1852 г), а магнитного трассера - с момента поступления СМЧ (1869 г). Начальный период распашки, как правило, характеризуется максимальными скоростями ММВ почв, поэтому даже небольшие различия во времени (в данном случае 17 лет) могли оказать значительное влияние на полученные результаты. Также расхождения могут быть обусловлены специфическими особенностями почвенно-морфологического метода, связанными с неоднозначностью

определения исходных мощностей черноземов, которые на водораздельных территориях варьируют - от 70 до 125 см. Данные, полученные на основе радио-цезиевого метода свидетельствуют о том, что скорость ММВ почв за последние 20 лет существенно снизилась и после строительства мелиоративных сооружений более 75% вещества почв было аккумулировано в пределах склонов.

Таким образом, проведенные исследования выявили возможность применения метода магнитного трассера для балансовых оценок ММВ почв малых водосборов и показали перспективность его использования сопряженно с другими методами для изучения стадийности ММВ почв во времени.

Глава 5. Факторы формирования и особенности проявления зон выноса и аккумуляции вещества почв на склонах

На основе данных, полученных при изучении ключевых участков методом дублирующих катен, были рассчитаны коэффициенты вариации запасов СМЧ в пахотных горизонтах почв в поперечном сечении склонов. Для различных участков они составили в среднем по склонам от 20 до 45% (рис. 4). Выявлена связь (с коэффициентом корреляции 0,85) между коэффициентами вариации запасов СМЧ в поперечном сечении склонов и средними по склонам скоростями латеральной ММВ почв. Данная связь свидетельствует об усилении изменчивости скоростей ММВ почв в поперечном сечении склонов при возрастании средних по склонам скоростей миграции вещества почв.

Пахотные склоны ключевых участков по морфологии продольных профилей были разделены на три типа: а) выпуклые; б) прямые; в) выпукло-вогнутые. Исследования буроземов участка «Гановер», черноземов участков «Спрингфилд» и «Грачева лощина» на склонах с выпукло-вогнутыми профилями выявили, что в верхних (выпуклых) частях склонов наблюдается чередование зон выноса и аккумуляции вещества пахотных почв. В нижних (вогнутых) частях склонов на всех исследованных участках наблюдается смыв, обусловленный законом нелинейной связи, согласно которому после слияния

ручьев на вогнутом склоне расход наносов увеличивается в 2-3 раза, по сравнению с выпуклыми склонами (Голосов 2006).

кв тт тт кэ ТА Участки исследования

1Н ов

Рис. 4. Скорость латеральной ММВ почв и коэффициенты вариации запасов СМЧ в поперечном сечении склонов ключевых участков Примечание: участки исследования даны в соответствии с индексами табл. 1

Анализ латерального распределения СМЧ в распахиваемых дерново-подзолистых почвах участка «Электроугли» и черноземах участков «Александровка», «Толмачи», «Грачева лощина» и «Ждановка» выявил, что на выпуклых и прямых склонах смены зон выноса и аккумуляции вещества пахотных почв не приурочены к каким-либо определенным частям склонов (СеппасИеу, гЫсШп, 2010).

Исследования ММВ почв на склонах разной экспозиции, проводившиеся на участках «Александровка», «Грачева лощина» и «Толмачи» (см. таблицу 1), позволили установить, что скорость ММВ почв на склонах южной экспозиции на всех исследованных участках выше, чем на склонах северной экспозиции. На склонах крутизной 6° такие различия в скоростях миграции вещества составили 5,5 раз; при крутизне 5° - 2,5 раза; а при уклонах 3° - менее чем 1,5 раза (рис. 5).

Выявлены связи между скоростями ММВ почв, экспозицией склонов и запасами органического углерода в пахотных горизонтах почв. На участках «Александровка» и «Грачева лощина» на склонах южной экспозиции с относительно высокими скоростями ММВ почв содержание углерода было меньше, чем на склонах северной экспозиции. На участке Толмачи с малыми

уклонами и одинаковыми скоростями ММВ почв на разных склонах содержание углерода в пахотных горизонтах черноземов было практически одинаковым (рис. 5).

□ Юж |

□ Сев

ТА

кв

тт

Рис. 5. Скорости ММВ почв и содержание органического углерода в почвах склонов разной экспозиции участков «Александровка» (ТА), «Грачева лощина» (вА) и «Толмачи» (ТТ)

На основе статистического анализа выявлены различия в пространственном варьировании содержания органического углерода в пахотных горизонтах почв разной экспозиции. Установлено, что на склонах крутизной 5-6° южной экспозиции высоким скоростям ММВ почв соответствуют высокие коэффициенты вариации содержания углерода (до 1112%), что приводит к дифференциации почвенного покрова на уровне вида. На склонах северной экспозиции с меньшими скоростями ММВ почв, разброс значений содержания углерода в почвах в 1,5-2 раза меньше, почвенный покров по своим свойствам оказывается более гомогенным. При малых уклонах поверхности и одинаковых скоростях миграции вещества коэффициенты вариации содержания углерода низкие (5 и 6%) вне зависимости от экспозиции склонов (Геннадиев, Жидкин, 2010).

Также установлено, что на склонах южной экспозиции аккумулируется менее 11% вещества почв, остальная часть выносится за пределы склонов. На склонах северной экспозиция аккумулируется от 30% до 100% вещества почв.

На основе полученных данных разработаны подходы к типизации

почвенных сопряжений на склонах по проявлениям ММВ почв (таблица 3). Данная типизация имеет локальное значение и не предназначена для использования на территориях за пределами ключевых участков. Однак методические принципы и диагностические критерии, положенные в основ этой типизации, могут быть использованы для разработки такого род] классификаций применительно к другим регионам, при этом терминология количественные параметры ранжирования могут быть усовершенствованы.

Таблица!

Типизация почвенных склоновых сопряжений исследованных ключевых участков по проявлениям ММВ почв_

Скорость ММВ почв

Доля вещества почв,

выносимого за пределы сопряжений

Локализация зон аккумуляции веществ

внеаккуму-лятивные

верхнеаккумулятивные

срединно-аккумулятивные

нижне-аккуиу-

<5 т/га/год

(гало-динамичные)

>85% (сверхоткрытые)

50-85% (открытые)

<50% (полуоткрытые)

1Б

МС, ТА

ВУ,ТТ

Кв

М£

5-10 т/га/год

(мезо-динамичные)

>85% (сверхоткрытые)

1Н, ТТ,

50-85% (открытые)

<50% (полуоткрытые)

Кв, КС

> 10 т/га/год

(гипердинамичные)

>85% (сверхоткрытые)

ВУ, ТА, ОС, Ш

50-85% (открытые)

<50% (полуоткрытые)

Примечание: цветом показаны сопряжения почв территорий; ИНН - пахотных склонов С экспозиции; СИ склонов Ю экспозиции; I I - пахотных склонов 3 экспозиции Участки исследования даны в соответствии с индексами табл. 1

Типизация базируется на введении 3 уровней. Первый - выделяется г скорости ММВ почв, с разделением сопряжений на гипо- (со скоростью ММ менее 5 т/га/год), мезо- (от 5 до 10 т/га/год) и гипердинамичные (>10 т/га/год На втором уровне учитывается степень открытости миграционных систе; Сопряжения подразделяются на: сверхоткрытые (с долей вещества, выносимо] за пределы склонов > 85%), открытые (50-85%), полуоткрытые (<50%). Трет! уровень основан на учете локализации зон аккумуляции вещества. Выделяют! внеаккумулятивные (в случае отсутствия выраженных зон аккумулящ

неосвоеннь ] - пахотнь

веществ в пределах сопряжения); верхне-; срединно- и нижнеаккумулятивные сопряжения - соответственно зонам аккумуляции в верхней средней и нижней их частях.

Изученные почвенные сопряжения неосвоенных территорий относятся к гиподинамичному типу, в них высока доля внутрисклоновой аккумуляции и они типизированы как открытые и полуоткрытые. Среди освоенных сопряжений к гиподинамичным относятся преимущественно сопряжения северной экспозиции, также открытые и полуоткрытые; к типу мезодинамичных относятся сверхоткрытые сопряжения преимущественно южной экспозиции. Среди гипердинамичных встречаются исключительно сверхоткрытые сопряжения, как северной, так и южной экспозиции.

Гипо- и мезодинамичные сопряжения почв выпукло-вогнутых склонов характеризуются как вне-аккумулятивные и верхне-аккумулятивные, в нижней вогнутой части таких сопряжений наблюдается только вынос вещества. Для гипо- и мезодинамичных сопряжений с выпуклым профилем склонов возможна аккумуляция вещества в любой части сопряжения. Гиперджамичные почвенные сопряжения вне зависимости от профилей склонов характеризуются как внеаккумулятивные.

ВЫВОДЫ:

1. Применение метода магнитного трассера позволяет количественно оценивать ММВ почв, как на отдельных участках склонов и склонах в целом, так и в пределах площадей малых водосборов в различных физико-географических условиях.

2. На основе оценки латерального распределения СМЧ установлены количественные характеристики ММВ почв под естественным лесным и степным растительным покровом. Изученные почвенные сопряжения неосвоенных территорий характеризуются низкими скоростями ММВ почв, не превышающими 3 т/га/год, в них высока доля внутрисклоновой аккумуляции вещества почв, которая на различных территориях составила от 35 до 100%.

3. Для исследованных распахиваемых территорий выявлена связь между особенностями протекания ММВ почв и морфологией склонов. Сопряжения почв выпукло-вогнутых склонов, со скоростями ММВ почв менее 10 т/га/год характеризуются аккумуляцией вещества только в верхней части склонов, в нижней части - наблюдается только вынос вещества. Для сопряжений почв выпуклых склонов, со скоростями ММВ почв менее 10 т/га/год, не отмечается приуроченности зон аккумуляции вещества к какой-либо части сопряжения. Почвенные сопряжения со скоростями ММВ почв более 10 т/га/год, вне зависимости от профилей склонов, характеризуются отсутствием зон внутрисклоновой аккумуляции вещества почв.

4. Количественно охарактеризованы связи между скоростями ММВ пахотных почв, коэффициентами вариации содержания в них органического углерода (Ку), крутизной и экспозицией склонов. При крутизне 5-6° на склонах разной экспозиции скорости ММВ почв различались в 2,5-6 раз, при этом Ку на склонах южной экспозиции в 1,5-2 раза превышали Ку на склонах северной экспозиции. При уклонах до 3° скорости ММВ почв на склонах разной экспозиции различались менее чем в 1,5 раза и Ку имели практически одинаковые значения.

5. На основе статистического анализа распределения запасов СМЧ в почвах исследованных участков установлено, что увеличение скорости миграции вещества почв вдоль склонов характеризуется возрастанием пространственной изменчивости скоростей ММВ почв в поперечном сечении склонов.

6. Установлены количественные различия в степени вертикальной турОированности почв в разных условиях сельскохозяйственного использования, На исследованных территориях с применением отвальной вспашки 15-25% почвенных профилей имеют остаточно-аккумулятивный тип распределения вещества. При использовании в последние 40 лет безотвальной вспашки - от 55 до 75%. В целинных степных и лесных почвах имеет место менее интенсивная турбированность, с исходно аккумулятивным

распределением вещества в 60-100% опробованных почв.

7. На основе сопоставления результатов, полученных с применением метода магнитного трассера, почвенно-морфологического и радиоизотопного методов, дана количественная оценка объемов и скоростей ММВ почв в пределах площадей малого водосбора, параметров склоновой и балочной аккумуляции вещества почв, а также его выноса за пределы водосбора на разных стадиях освоения территории.

8. Учет и анализ параметров ММВ почв, полученных с использованием метода магнитного трассера, позволил провести типизацию почвенных склоновых сопряжений на исследованных ключевых участках центра Восточно-Европейской равнины и среднего Запада США по проявлению процессов миграции и аккумуляции вещества почв.

Основные положения диссертации опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Жидкин А.П. Оценка эрозионных процессов методом магнитного трассера в почвах малого водосбора (Курской области) // География и природные ресурсы. - 2010.-№1.-С. 149-156.

2. Геннадиев А.Н., Жидкин А.П., Олсон К.Р., Качинский В.Л. Эрозия почв в различных условиях землепользования: оценка методом магнитного трассера // Почвоведение. - 2010. - №9. - С. 1126-1134.

3. Геннадиев А.Н., Жидкин А.П., Олсон К.Р., Качинский В.Л. Эрозия и потери органического углерода почв при распашке склонов // Вестник Московского университета. Серия 5. Геграфия. - 2010. - №6. - С. 32-38.

в других изданиях:

4. Геннадиев А.Н., Чернявский С.С., Ковач Р.Г., Жидкин А.П. Параметризация процессов латерального массопереноса и аккумуляции поллютантов в почвах на основе метода микротрассера // Материалы V съезда Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева. - Ростов-на-Дону, 2008. - С. 369.

5. Жидкин А.П. Количественная оценка эрозионно-аккумулятивных процессов на обрабатываемых склонах методом магнитного трассера // Структура, динамика и эволюция природных геосистем: мат. докладов XV Межд. конф. «Ломоносов 2008». - Москва, 2008, - С. 14-15.

6. Голосов В.Н., Беляев В.Р., Маркелов М.В., Шамшурина E.H., Жидкин А.П. Особенности поступления и перераспределения наносов в днищах долин верхних звеньев флювиальной сети // Материалы двадцать третьего пленарного межвузовского координационного совещания по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. - Калуга, 2008. - С. 105-107.

7. Жидкин А.П., Шамшурина E.H. Сопряженный анализ распределения магнитных сферул и l37Cs как маркеров эрозии почв // Почвы как носитель плодородия: мат. Всерос. науч. конф «XI Докучаевские молодежные чтения». -Санкт-Петербург, 2009. - С. 169-170.

8. Жидкин А.П. Оценка эрозионных потерь пахотных и лесных почв Среднего Запада США методом магнитного трассера // Почвы и продовольственная безопасность России: мат. Всерос. науч. конф. «XII Докучаевские молодежные чтения». - Санкт-Петербург, 2009. - С. 111-112.

9. Шамшурина E.H., Парамонова Т.А., Голосов В.Н., Жидкин А.П. Процессы деградации в эродированных черноземах Курской области // Эрозионные и русловые процессы на равнинных территориях: материалы межд. науч.-практ. конф. - Минск, 2009. - С. 133-135.

10. Геннадиев А.Н., Голосов В.Н., Жидкин А.П., Маркелов М.В. Параметризация стадий эрозии почв в XX-XXI вв. на основе метода разновозрастных трассеров // Изменения климата, почвы и окружающая среда. -Белгород, 2009. - С. 143-146.

И.Геннадиев А.Н., Голосов В.Н., Жидкин А.П., Маркелов М.В. Метод двухмаркерной диагностики разновозрастных фаз смыва-намыва почв // Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы: Материалы V международной конференции. - Пущино, 2009. - С. 47-

12.Геннадиев А.Н., Жидкин А.П. Количественная оценка эрозии пахотных и неосвоенных почв методом магнитного трассера // Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова: материалы Всерос. научн. конф. -Москва, 2010.

13.A.N. Gennadiyev, А.Р. Zhidkin, К. R. Olson, and V. L. Kachinskii. Soil Erosion under Different Land Uses: Assessment by the Magnetic Tracer Method // Eurasian Soil Science. - 2010. - Vol. 43, No. 9. - P. 1047-1054.

14. A.N. Gennadiyev, A.P. Zhidkin. Quantification of slope matter movement by the method of magnetic tracer // Slope process and matter movement: Is' Italian-Russian workshop on water erosion. - Moscow, 2010. - P. 45-48.

Подписано в печать 08.11.2010

Формат 60 х 90/16

Печать РИЗО. Объем работы 1 п.л.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж ¡60 экз. Заказ №

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Жидкин, Андрей Петрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ ВЕЩЕСТВА ПОЧВ.

1.1. Общие представления о механической миграции вещества почв.

1.2. Механическая миграция вещества почв в различных условиях землепользования.

1.3. Механическая миграция вещества почв на склонах разной морфологии.

1.4. Проявления механической миграции вещества на склонах разной экспозиции и ее влияние на свойства почв.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА МАГНИТНОГО ТРАССЕРА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. История исследования сферических магнитных частиц.

2.2. Свойства сферических магнитных частиц и источники их поступления в окружающую среду.

2.3. Схема аналитического определения сферических магнитных частиц

2.4. Методика расчета скоростей механической миграции вещества почв.

2.5. Особенности метода магнитного трассера в сравнении с другими методами оценок эрозионно-аккумулятивных процессов.

2.6 Объекты исследования.

ГЛАВА 3. ЛАТЕРАЛЬНАЯ И РАДИАЛЬНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ МИГРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА ПОЧВ ПРИ РАЗНЫХ РЕЖИМАХ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ.

3.1. Механическая миграция вещества почв пашен и целинных черноземных степей Белгородской области.

3.2. Механическая миграция вещества почв лесов и пашен Среднего Запада США.

3.3. Механическая миграция вещества техногенно-загрязненных пахотных и неосвоенных почв Московской области.

3.4. Факторы и особенности механической миграции вещества почв в разных условиях землепользования.

ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКАЯ МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА ПОЧВ В ПРЕДЕЛАХ МАЛОГО ВОДОСБОРА.

4.1. Особенности латерального распределения СМЧ и свойств почв пахотных склонов малого водосбора.

4.2. Оценка интенсивности накопления вещества почв в аккумулятивных позициях малого водосбора.

4.3. Подходы к применению метода магнитного трассера для расчета баланса механической миграции и аккумуляции вещества почв в пределах малого водосбора.

4.4. Роль механической миграции в формировании свойств почв и почвенного покрова малого водосбора.

ГЛАВА 5. ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРОЯВЛЕНИЯ ЗОН ВЫНОСА И АККУМУЛЯЦИИ ВЕЩЕСТВА ПОЧВ НА СКЛОНАХ.

5.1. Изменчивость скоростей механической миграции вещества пахотных почв в поперечном сечении склонов.

5.2. Механическая миграция вещества пахотных почв на морфологически различных склонах.

5.3. Механическая миграция вещества пахотных почв на склонах различной экспозиции.

5.4. Типизация почвенных склоновых сопряжений по проявлению процессов механической миграции вещества почв.

ВЫВОДЫ:.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Количественная оценка механической миграции вещества почв методом магнитного трассера"

Механическая миграция вещества почв во многих физико-географических регионах является ведущей среди различных форм миграции веществ, влияющих на свойства почв и почвенного покрова. Однако, несмотря на то, что в литературе имеется большое число публикаций, посвященных смыву вещества почв при распашке, прямые сопоставления механической миграции вещества почв в разных условиях землепользования проведены не в достаточном объеме. Существуют различные взгляды на интенсивность процессов вертикальной турбации (радиальной механической миграции вещества) почв под лесной, степной и культурной растительностью. Остаются не в полной мере выясненными особенности протекания латеральной механической миграции вещества почв в поперечном сечении склонов, связи пространственной локализации зон выноса и аккумуляции вещества почв с экспозицией и морфологией склонов, а также роль механической миграции вещества почв в формировании свойств почв и почвенного покрова. Кроме того, несмотря на существование различных классификаций ландшафтно-геохимических катен и почв склоновых сопряжений, процессы механической миграции вещества почв в этих схемах практически не рассматриваются. В связи с этим, количественная оценка скоростей латеральной и выраженности радиальной механической миграции вещества почв в различных условиях землепользования, выявление пространственных закономерностей формирования зон выноса и аккумуляции вещества почв, определение значения механической миграции вещества в формировании свойств почв и почвенного покрова, а также типизация проявлений существующих процессов механической миграции вещества почв - представляются актуальными задачами географии почв и геохимии ландшафтов.

Цель работы: выявление факторов, скоростей и особенностей пространственного проявления механической миграции вещества почв в разных физико-географических условиях на основе использования метода магнитного трассера.

Задачи:

1. апробировать метод магнитного трассера в разных физико-географических условиях центра Восточно-Европейской равнины и Среднего Запада США;

2. количественно сопоставить скорость латеральной и выраженность радиальной механической миграции вещества почв в разных условиях землепользования под лесной, степной и культурной растительностью;

3. выявить связи между особенностями механической миграции вещества почв и свойствами почвенного покрова в пределах малого водосбора;

4. установить связь между скоростями механической^ миграции вещества почв и свойствами почвенного покрова на склонах разной экспозиции;

6. провести типизацию почвенных сопряжений на склонах по выраженности механической миграции вещества почв.

Новизна работы: в работе решены важные научные задачи — на основе применения нового метода магнитного трассера для черноземных, подзолистых и бурых лессивированных почв в пределах выбранных территорий центра Восточно-Европейской равнины и Среднего Запада США получены новые количественные данные о механической миграции вещества этих почв в пределах склоновых сопряжений. Впервые проведена систематизация и типизация почвенных сопряжений по скоростям механической миграции вещества, степени открытости сопряжений почв и локализации зон выноса и аккумуляции вещества на склонах. Выявлена связь интенсивности механической миграции вещества почв и степени открытости почвенных сопряжений с вариабельностью и содержанием органического углерода в почвах. Исследованы особенности локализации зон внутрисклоновой аккумуляции веществ для почвенных сопряжений на склонах с различной конфигурацией. Установлены различия в скоростях механической миграции вещества почв на склонах разной экспозиции. В подзолистых и черноземных почвах сопряженных пахотных и лесных/луговых катен количественно охарактеризовано влияние условий землепользования на скорость латеральной и интенсивность радиальной механической миграции вещества почв.

Практическая значимость: Количественные данные по оценке миграции и аккумуляции вещества почв, полученные в пределах исследованных территорий, могут являться основой для крупномасштабного проектирования комплексных природоохранных противоэрозионных мероприятий, планирования и улучшения территориального землеустройства. Теоретические и методические выводы могут использоваться при оценках влияния процессов механической миграции вещества почв на продуктивный потенциал почв, а также механической миграции загрязняющих веществ в почвенном покрове. Результаты исследований нашли отражение в отчетах по грантам РФФИ: №0405-64607 (Диагностика эрозионно-аккумулятивных явлений по магнитным микрокомпонентам почв); №07-05-00254 (Параметризация миграционных процессов в почвах на основе метода микротрассеров); №10-05-00532 (Количественная оценка механической миграции вещества почв ландшафтно-геохимических арен методом магнитного трассера); РФФИ-АФГИР №09-0592513 (Воздействие изменений в землепользовании как результате глобального потепления на почвенную эрозию, содержание органического углерода в почве и эмиссию парниковых газов в атмосферу).

Благодарности: Автор глубоко признателен научному руководителю д.г.н., профессору А.Н. Геннадиеву за помощь и поддержку на всех этапах работы; д.г.н., в.н.с. Ю.И. Пиковскому, д.г.н., в.н.с В.Н. Голосову, к.г.н., с.н.с. В.Р. Беляеву, к.г.н., н.с. М.В. Маркелову, к.б.н., м.н.с. Е.Н. Шамшуриной, м.н.с. Р.Г. Ковачу за содействие в проведении полевых и аналитических работ. Автор благодарен зав. кафедрой геохимии ландшафтов и географии почв академику РАН Н.С. Касимову и сотрудникам кафедры за требовательное и благожелательное отношение к работе, ценные замечания и советы.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Жидкин, Андрей Петрович

ВЫВОДЫ:

1. Применение метода магнитного трассера позволяет количественно оценивать механическую миграцию вещества почв, как на отдельных участках склонов и склонах в целом, так и в пределах площадей малых водосборов в различных физико-географических условиях.

2. На основе оценки латерального распределения СМЧ установлены количественные характеристики механической миграции вещества почв под естественным лесным и степным растительным покровом. Изученные почвенные сопряжения неосвоенных территорий характеризуются низкими скоростями механической миграции вещества почв, не превышающими 3 т/га/год, в них высока доля внутрисклоновой аккумуляции вещества почв, которая на различных территориях составила от 35 до 100%.

3. Для исследованных распахиваемых территорий выявлена связь между особенностями протекания механической миграции вещества почв и морфологией склонов. Сопряжения почв выпукло-вогнутых склонов, со скоростями механической миграции вещества почв менее 10 т/га/год I характеризуются аккумуляцией вещества только в верхней части склонов, в нижней части - наблюдается только вынос вещества. Для1 сопряжений почв выпуклых склонов, со скоростями механической миграции вещества почв менее 10 т/га/год, не отмечается приуроченности зон аккумуляции вещества к какой-либо части сопряжения. Почвенные сопряжения со скоростями механической миграции вещества почв более 10 т/га/год, вне зависимости от профилей склонов, характеризуются отсутствием зон- внутрисклоновой аккумуляции вещества почв.

4. Количественно охарактеризованы связи между скоростями механической миграции вещества пахотных почв, коэффициентами вариации содержания в них органического углерода (Ку), крутизной и экспозицией склонов. При крутизне 5-6° на склонах разной экспозиции скорости механической миграции вещества почв различались в 2,5-6 раз, при этом Ку на склонах южной экспозиции в 1,5-2 раза превышали Ку на склонах северной экспозиции. При уклонах до 3° скорости механической миграции вещества почв на склонах разной экспозиции различались менее чем в 1,5 раза и Ку имели практически одинаковые значения.

5. На основе статистического анализа распределения запасов СМЧ в почвах исследованных участков установлено, что увеличение скорости миграции вещества почв вдоль склонов характеризуется возрастанием пространственной изменчивости скоростей механической миграции вещества почв в поперечном сечении склонов.

6. Установлены количественные различия в степени вертикальной турбированности почв в разных условиях сельскохозяйственного использования. На исследованных территориях с применением отвальной вспашки 15-25% почвенных профилей имеют остаточно-аккумулятивный тип распределения вещества. При использовании в последние 40 лет безотвальной вспашки - от 55 до 75%. В целинных степных и лесных почвах имеет место менее интенсивная турбированность, с исходно аккумулятивным распределением вещества в 60-100% опробованных почв.

7. На основе сопоставления результатов, полученных с применением метода магнитного трассера, почвенно-морфологического и радиоизотопного методов, дана количественная оценка объемов и скоростей механической миграции вещества почв в пределах площадей малого водосбора, параметров склоновой и балочной аккумуляции вещества почв, а также его выноса за пределы водосбора на разных стадиях освоения территории.

8. Учет и анализ параметров механической миграции вещества почв, полученных с использованием метода магнитного трассера, позволил провести типизацию почвенных склоновых сопряжений на исследованных ключевых участках центра Восточно-Европейской равнины и среднего Запада США по проявлению процессов миграции и аккумуляции вещества почв.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Жидкин, Андрей Петрович, Москва

1. Ажигиров A.A. Процессы современной денудации в субтропической зоне РСФСР: Автореф. дис. канд. геогр. наук. М., 1984. - 28 с.

2. Ажигиров A.A., Голосов В.Н., Добровольская Н.Г. Исследование стока воды и наносов на склоновых водосборах в бассейне р. Протвы. М., 1987. -175 с. - Деп. в ВИНИТИ, №6389 -В87.

3. Акимов Т.А., Хаскин В.В., Батоян В.В., Моисеенков О.В. Сравнительный анализ и оценка экологического состояния районов Московской области. М.: Аслан, 1994. - 48 с.

4. Алексеева Т.А., Алексеев А.О., Ковалевская И.С. и др. Минералогический состав илистой фракции почв сопряженных ландшафтов Ставропольской возвышенности // Почвоведение. 1988. - № 9. - С.113-124.

5. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1998. - 304 с.

6. Ахтырцев Б.П., Соловиченко В.Д. Почвенный покров Белгородской области: структура, районирование и рациональное использование. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. - 268 с.

7. Бабанин В.Ф. Формы соединений железа в твердой фазе почв: Автореф. дис. докт. биол. наук. М.: МГУ, 1986. - 43 с.

8. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О. и др. Магнетизм почв. -Ярославль: ЯГТУ, 1995. 223 с.

9. Бадмаев Н.Б., Дугаров В.И. Почвенные катены Забайкалья // Почвоведение. 1991. - № 11. - С. 70-79.

10. Барабанов • А.Т. Агролесомелиорация в почвозащитном земледелии. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 1993.- 156 с.

11. Баранов В.И., Виленский В.Д., Краснопевцев Ю.В. Сферические микрочастицы в атмосфере над Тихим океаном // Метеоритика. 1970. -Вып.30. - С. 63-73.

12. Бояркина А.П., Васильев Н.В., Ваулин П.П., Иванова Г.М., Львов Ю.А. и др. К оценке выпадения космической индустриальной пыли на большихплощадях // Астрономия и геодезия. Томск: Томск, ун-т, 1973. - Вып. 4. -С. 4553.

13. Брауде И.Д. Рациональное использование эродированных серых лесных почв Нечерноземной зоны РСФСР. — М.: Лесная пром-ть, 1976. 72 с.

14. Валесян Л.А. Оценка и классификация условий рельефа // Изв. АН СССР. Сер. Геогр. 1966. - №6. - С. 18-22.

15. Васильев В.А. О поисках космической и метеоритной пыли в земной атмосфере // Метеоритика. 1966. - Вып. 27. - С. 139-143.

16. Васильев Н.В., Назаренко М.К., Бояркина А.П. Количественный анализ сферических микрочастиц по материалам сбора их в сфагновых торфах // Метеорика. 1976. - Вып. 35. - С. 69-72.

17. Вийдинг X., Юдин И. Морфология и минералогический состав метеорной пыли из кембрийских отложений Эстонии // Изв. АН Эст.ССР. Т.16. Химия, геология. 1967. - №2. - С. 122-125.

18. Водяницкий Ю.Н. Растворимость оксидов железа почв лесной зоны в реактиве Тамма//Почвоведение. 1998. - №10. - С. 1199-1208.

19. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2003. - 236 с.

20. Геннадиев А.Н., Голосов В.Н., Жидкин А.П., Маркелов М.В. Параметризация стадий эрозии почв в ХХ-ХХ1 вв. на основе метода разновозрастных трассеров // Изменения климата, почвы и окружающая среда. -Белгород, 2009 Ь. С. 143-146.

21. Геннадиев А.Н., Голосов В.Н., Маркелов М.В., Чернянский С.С., Ковач Р.Г., Беляев В.Р. Разработка метода разновозрастных трассеров для оценки стадийности почвенно-эрозионных процессов // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5.

22. География. 2008а. - № 3. - С. 24-31.

23. Геннадиев А.Н., Жидкин А.П., Олсон K.P., Качинский B.JI. Эрозия и потери органического углерода почв при распашке склонов // Вестн. Моск. Унта. Сер. 5. География. 2010а. - №6 - С. 32-38.

24. Геннадиев А.Н., Жидкин А.П., Олсон K.P., Качинский B.JI. Эрозия почв в различных условиях землепользования: оценка методом магнитного трассера // Почвоведение. 2010b. - №9. - С. 1126-1134.

25. Геннадиев А.Н., Олсон K.P., Чернянский С.С., Джонс Р.Л. Количественная оценка эрозионно-аккумулятивных явлений в почвах с помощью техногенной магнитной метки // Почвоведение. 2002а. - №1. - С. 2132.

26. Геннадиев А.Н., Олсон K.P., Чернянский С.С., Джонс Р.Л. Почвообразование, эрозия и загрязнение почв на территории древнего поселения «Кахокиа» св долине р. Миссисипи (США) // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 2001. - № 3. - С. 33-38.

27. Геннадиев А.Н., Олсон K.P., Чернянский С.С., Джонс Р.Л. Формирование и деградация курганных почв древнего поселения «Кахокиа» (США) // Проблемы эволюции почв: материалы IV Всерос. конф. (Пущино, 9-12 апр. 2001 г). Пущино: ОНТИ ПНЦ, 2003. - С. 64-66.

28. Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Ковач Р.Г. Сферические магнитные частицы как микрокомпоненты почв и трассеры массопереноса // Почвоведение. 2004. - №5. - С. 566-580.

29. Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Олсон K.P., Ковач Р.Г. Индикация параметров массопереноса в почвах по содержанию сферических магнитных частиц // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. География. 2005. - № 3. - С. 29-35.

30. Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследования природных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1964. - 229 с.

31. Глебова HtH. Магнитоупорядоченные формы соединений железа органогенных горизонтов почв : дис. . канд. биол. наук. М.: МГУ, 1983. — 135 с.

32. Голосов В.Н. Антропогенная эрозия почв в бассейне Верхней Оки: Автореф. дис. канд. геогр. наук. -М.: МГУ, 1986. 24 с.

33. Голосов В.Н. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах освоенных равнин. М.: ГЕОС, 2006. - 296 с.

34. Гончар А.Н. Использование люпинов для создания почвозащитных насаждений // Тр. По агролесомелиорации УкрНИИЛХ. Харьков, 1952. - 21-27с.

35. Горшков С.П. Круговорот продуктов денудации суши // Круговорот вещества в природе и его изменение хозяйственной деятельностью человека. М., Изд-во МГУ, 1980. С. 34-55.

36. Джеррард А. Дж. Почвы и формы рельефа. Л.:Недра, 1984. - 204 с.

37. Жежжер, JI.B. Влияние удобрений на склоновых землях'// Почвоохранное земледелие на склонах. -Новосибирск, 1983. -С. 129-134.

38. Жидкин А.П. Количественная оценка эрозионно-аккумулятивных процессов на обрабатываемых склонах методом магнитного трассера // Ломоносов 2008: материалы конф. Москва, 2008. - С. 14-15.

39. Жидкин А.П. Оценка эрозионных потерь пахотных и лесных почв Среднего Запада США методом магнитного трассера // XII Докучаевские молодежные чтения: материалы Всерос. науч. конф. Санкт-Петербург, 2009. -С. 111-112.

40. Жидкин А.П. Оценка эрозионных процессов методом магнитного трассера в почвах малого водосбора (Курской области) // География и природные ресурсы. 2010. - №1. - С. 149-156.

41. Жидкин А.П., Шамшурина E.H. Сопряженный анализ распределения1 77магнитных сферул и Cs как маркеров эрозии почв // Почвы как носитель плодородия: мат. Всерос. науч. конф «XI Докучаевские молодежные чтения». -Санкт-Петербург, 2008. С. 169-170.

42. Жукова О. М. Динамика эрозионно-аккумулятивных процессов центра Русской равнины на основе применения радиоизотопных методов: Автореф. дис. канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2010. - 26 с.

43. Загурский А.М., Иванов A.B., Шоба С.А. Субмикроморфология магнитных фракций почв // Почвоведение. 2009. - №9. - С. 1124-1132.

44. Заславский М.Н. Эрозиоведение. М.: Высш. шк., 1983. - 320 с.

45. Земляницкий Л.Т. Об эрозии почв в горных областях Южной Киргизии // Эрозия почв. Л., Изд-во АН СССР. -1937. - С. 59-67.

46. Иванов A.B., Флоренский К.П. Космические шарики в нижнепермскихсоляных отложениях // Геохимия. 1968. - №4. - С. 483-485.

47. Иванов В.Д. Методические указания по определению категорий и картографированию эрозионноопасных земель по интенсивности смыва талыми водами. Воронеж, 1986. - 27 с.

48. Иванова Г.М, Фаст Н.П. Библиография работ комиссии по метеоритам и космической пыли СО АН СССР (1960-1978) // Взаимодействие метеоритного вещества с Землей. Новосибирск: Наука, 1980 - С. 22-44.

49. Караваева Н.А. Заболачивание и эволюция почв. М.: Наука, 1982. - 296 с.

50. Карягин Г., Руденко А. Водопроницаемость и эрозия почвы на террасированных склонах // Земледелие. 1975. - №11. - С. 36-37.

51. Касимов Н.С., Перельман А.И. О геохимии почв // Почвоведение. 1992. -№2. - С. 9-25.

52. Каштанов А.Н., Явтущенко В.Е. Агроэкология почв склонов. М.: Колос, 1997. - С. 88-107.

53. Ковалев С.Р. Противоэрозионная устойчивость горно-лесных дерновых почв Прибайкалья // Почвы зоны БАМ. Новосибирск, 1979. - С. 100-111.

54. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. - 264 с.60.' Ковда В!А. Основы-учения о почвах. Кн. 2. М.: Наука, 1973. - 468 с.61.' Козловский Ф.И. Теория и методы изучения почвенного покрова. М.: Геос, 2003.-536 с.

55. Койнов В., Кабакчиев И., Стайков И., Бонева К. Геохимическое перераспределение в различных районах Болгарии // Почвоведение. 1972. - № 9.-С. 34-46.

56. Колесов Г.М., Заславская Н.И! Состав и структура магнитных шариков' с места падения Сихотэ-Алиньского метеорита // Метеорика. 1976. - Вып.35. -С. 73-77.

57. Константинова Т.С. Агроклиматические ресурсы территорий со сложным рельефом: Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. М., 19921 - 45 с.

58. Коронкевич Н.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенныеизменения. М.: Наука, 1990. - 203 с.

59. Космическое вещество на Земле. Проблема Тунгусского метеорита. -Н.:Наука, Сиб. отделение, 1976. 120 с.

60. Краснощеков Ю.Н. Почвозащитная роль горных лесов в бассейне оз. Байкал: Автореф. дис. канд. геогр. наук. Красноярск, 1977. - 26 с.

61. Кузнецов М.С. Скорость потока, размывающего почву, как характеристика ее противоэрозионной стойкости // Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 6. М.: Изд-во МГУ, 1978. - С. 86-106.

62. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 1996.-335 с.

63. Кузнецов М.С.; Гендугов В.М. О критических скоростях потока и капель дождя // Ресурсосберегающие технологии земледелия. Всерос. науч.-исслед. ин-т земледелия и защиты почв от эрозии, 2005. - С. 414-416.

64. Куликов А.И., Мангатаев Ц.Д., Хаптухаева H.H. Пространственная дифференциация почв склоновых ландшафтов по агрохимическим показателям и биопродуктивности // Почвоведение. 1996. - №7. - С. 899-904.

65. Ларионов Г.А. Влияние рельефа и сезонной динамики физико-географических условий на водопроницаемость почв среднегорного пояса западного Тянь-Шаня: Автореф. дис. канд. геогр. наук. М., 1973. - 28 с.

66. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1993. - 200 с.

67. Лесные почвы бассейна озера Байкал / Отв. ред. В. В. Протопопов. -Новосибирск: Наука СО, 1987. 144 с.

68. Лидов В.П. Процессы водной эрозии в зоне дерново-подзолистых почв. -М.: Изд-во МГУ, 1981. 168 с.

69. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 255 с.

70. Лопатин Г.В. Наносы рек СССР. М.: Географгиз, 1952. - 166 с.

71. Лучицкая O.A., Башкин В.Н. Плодородие почв и рельеф // Почвоведение. 1994.-№9.-С. 75-79.

72. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: АН СССР, 1955.ф346 с.

73. Малышек В.Т. Магнитные шарики в нижнетретичных образованиях южного склона северо-западного Кавказа // Доклады АН СССР. 1960. - Т.130, №4. - С. 854-855.

74. Молчанов A.A. Гидрологическая роль леса. М., 1960. - 487 с.

75. Наконечная М.А., Явтушенко В.Е. Различия экологических условий на склонах южной и северной экспозиции ЦЧО // Почвоведение. 1988. - №10. - С. 27-36.

76. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1961. - 496 с.

77. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. - 340 с.

78. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта: Учебное пособие. Издание 3-е, переработанное и дополненное. М.: Астрея-2000, 1999.-798 с.

79. Петров В.Н. Особенности проявления эрозии в условиях естественной травянистой растительности: Автореф. дис. канд. геогр. наук. М., 1977. - 24 с.

80. Полынов Б.Б. Избранные труды. М.: Изд-во АН СССР, 1956. - 751 с.

81. Поляков Б.В. Характеристика интенсивности эрозии по данным о стоке наносов рек европейской территории СССР // Тр. 1-го совещания по регулированию стока. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1946. - С. 204-213.

82. Проценко Е.П. Базовые свойства и режимы почв полярно ориентированных склонов: автореф. дис. докт. с.-х. наук. Курск, 2004. - 46 с.

83. Рачинскас A.C. Закономерности эрозии почв и методы их выявления: Автореф. дис. докт. геогр. наук. М., 1983. - 46 с.

84. Реймхе В.В. Экспериментальные исследования ливневой эрозии почв

85. Селенгинского среднегорья // Эрозионные процессы в Сибири. Новосибирск, 1978.-С 45-58.

86. Реймхе В.В. Эрозионные процессы в лесостепных ландшафтах Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1986. - 121 с.

87. Романова E.H., Мосолова Г.И., Береснева И.А. Перераспределение осадков на склонах и у их подножий по зонам увлажнения // Микроклиматология и ее значение для сельского хозяйства. Л.:Гидромет., 1983 - С. 107-112.

88. Рошкован Д.М. Динамика растительного покрова в агроландшафтах Молдавии. Кишинев, 1988. - 107 с.

89. Санталов И.А. Водная эрозия почв и ее интенсивность на склонах различных экспозиций // Тезисы докладов V делегатского съезда Всесоюзного общества почвоведов. Вып. 7. Минск, 1977. - С. 97.

90. Седьмов H.A. Магнетизм микрочастиц из атмосферных выпадений, осадочных пород и почв: Автореф. дис. канд. физ.-мат.наук. М.: МГУ, 1989. — 26 с.

91. Соботович Э.В., Бондаренко Г.Н., Коромысличенко Т.И. Космическое вещество в океанических осадках и ледниковых покровах. Киев.: Наукова думка, 1978.- 120 с.

92. Созыкин Н.Ф. Гидрологическое значение лесной подстилки и физические свойства лесных почв // Водный режим в лесах. Тр. ВНИИЛХ. 1939. - Вып. 18. - С. 125-205.

93. Соколова Т.А. Куйбышева И.П. Факторы определяющие формы соединений и валовое содержание калия в серых лесных почвах // Почвоведение. 1989. - № 2. - С. 23-34.

94. Сурмач Г.П. Опыт расчёта смыва почв для построения комплексапротивоэрозионных мероприятий // Почвоведение. 1979. - №4. - С. 92-104.

95. Сурмач Г.П. Рельефообразование, формирование лесостепи, современная эрозия и противоэрозионные мероприятия. — Волгоград: Волж. кн. изд-во, 1992. 174 с.

96. Тарасашвили Г.М. Горно-лесные и горно-луговые почвы восточной Грузии. Тбилиси, 1955. - 210 с.

97. Трубкин Н.В., Горшков А.И., Некрасов И.Л. Строение и состав сферических магнитных образований из аллювия северо-востока СССР // Доклады АН СССР. 1983. - Т.269, №3. - С. 712-714.

98. Урусевская И.С. Почвенные катены нечерноземной зоны РСФСР // Почвоведение. 1990. - № 9. - С. 12-27.

99. Фесенков В.Г. Метеориты и метеорное вещество. М.: Наука, 1978. - 250 с.

100. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М.: Мысль, 1972. - 423 с.

101. Хлопков П.Я. Пастбищная эрозия в горах Дагестана и почвозащитные особенности кормовой растительности // Научные основы рационального использования почв Северного Кавказа. Нальчик, 1971. - С. 703-705.

102. Чернышев Е.П. Тенденции изменения эрозии на южной части Русской равнины // Вопросы антропогенных изменений водных ресурсов. М.: Изд-во АН СССР, 1976. - С. 47-63.

103. Чуян Г.А., Ермаков В.В., Чуян С.И. Агрохимические свойства типичного чернозема в зависимости от экспозиции склона // Почвоведение. 1987. - №12. -С. 39-46.

104. Шамшурина E.H., Парамонова Т.А., Голосов В.Н., Жидкин А.П. Процессы деградации в эродированных черноземах Курской области // Эрозионные и русловые процессы на равнинных территориях: материалы межд. науч.-практ. конф. Минск, 2009. - С. 133-135.

105. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии, стока наносов и их оценка (на примере Украины и Молдавии). Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 183 с.

106. Шикула Н.К., Рожков А.Г., Трегубов П.С. К вопросу картирования территории по интенсивности эрозионных процессов // Оценка и картирование эрозионноопасных и дефляционноопасных земель. М., 1973, с. 30-34.

107. Ширинян М.Х., Кильдюшкин В.М., Лесовая Г.М. Влияние рельефа агроландшафта на плодородие почвы и эффективность удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. 2009. - №2. - С. 14-17.

108. Bates C.G. The forest influence on steamflow under divergent conditions // J. Forestry. 1936. - 34, № 11. - P. 961-969.

109. Blanchard M.B., Brownlee D.E., Bunch Т.Е., Hodge P.W., Kyte E.T. Meteroid ablation spheres from deep-sea sediments // Earth and Planet. Sci. Letters. 1980. -V. 46.-P. 178-190.

110. Brocas J., Picciotto E. Nickel content of Antarctic snow: implications of the influx rate of extraterrestrial dust // J. of Geophys. Res. 1967. - V. 72, №8. - P." 2229-2236.

111. Colman E.A. Vegetation and watershed management. New York, 1953. - 412 P120. • Crozier W.D. Nine years of continuous collection of black magnetic spheruls from the atmosphere // J. of Geophys. Res. 1966. - V. 71, №2. - P. 603-61L

112. Dalrymple J.B., Blong R.J., Conacher AJ. A hypothetical nine-unit landsurface model // Z. Geomorph. 1968. - N12. - P. 60-76.

113. Delany A.C., Parkin D.W., Griffin J.J., Goldberg E.D., Reimann B.E.F. Airborn dust collected at Barbados // Geochim. et Cosmohim. Acta. 1967. - V. 31. -P. 885-909.

114. Fireman E.L., Kistner G.A. The nature of dust collected at high altitudes // Geochim. et Cosmohim. Acta. 1961. - V. 24. - P. 10-22.

115. Forsling C.L. A study of the influence of herbaceous plant cover on surface and soil in relation to grazing on the Wasatch Plateau in Utah. Washington, 1931. — 72 p.

116. Fraundorf P., Shirck J. Microcharacterization of "brownlee" particles: featuresjLwhich distinguish interplanetary dust from meteorites,// Proc. 10 Lunar planet sci.conf. 1979. - P. 951-976.

117. Frielinghaus M.; Winnige B.; Schafer H. Soil surface cover indication and management for soil erosion control. Mitt.Dt.Bodenkundl.Ges., 2000. - S. 220-223.

118. Furley P. Relationaships between Slope Form and Soil Properties Defeloped Over Chalk Parent Materials // Slopes, form and process, Inst Br. Geograp. Spec. Pabl. 1971.-№3.-P. 141-164.

119. Gennadiyev A.N., Golosov V.N., Chernyanskii S.S., Markelov M.V., Olson K.R., Kovach R.G., Belyaev V.R. The concurrent use of radioactive and magnetic tracers for soil erosion quantification // Eurasian Soil Sci. 2005. - V. 38. №9 -P. 954-965.

120. Gennadiyev A.N., Olson K.R., Chernyanskii S.S., Jones R.L., Woods W.I. Quantification of soil erosion rates within Indian mound area in Illinois, USA // Eurasian Soil. Sci. 2002. - V.35, Suppl. 1.-P.8-17.

121. Gennadiyev A.N., Zhidkin A.P. Quantification of slope matter movement by the method of magnetic tracer // Slope process and matter movement. 1st Italian-Russian workshop on water erosion. Moscow, 2010. - P. 45-48.

122. Gennadiyev A.N., Zhidkin A.P., Olson K. R., and Kachinskii V. L. Soil Erosion under Different Land Uses: Assessment by the Magnetic Tracer Method // Eurasian Soil Science. 2010. - Vol. 43, No. 9. - P. 1047-1054.

123. Glymph L. M. Studies of sediment yields from watersheds. IAHS, Pub. No.36. Wellingford, 1953. - P. 173-191.

124. Govers G., Poesen J. Assessment of the interrill and rill contributions to total soil loss from an upland field plot // Geomorphology. 1988. - №1. - P. 343-354.

125. Hussain I., Olson K.R., Jones R.L. Erosion Patterns on Cultivated and Uncultivated Hillslopes Determined by Soil Fly Ash Contents // Soil Science. 1998. -V. 163, Issue 9.-P. 726-738.

126. Imeson A.C. Jungerius P.D. Aggregate stability and colluviation in the Luxembourg Ardennes: An experimental and micromorphological study // Earth Surface Processes. 1976. - №1. - P. 259-271.

127. Jones R.L, Olson K.R. Fly ash use as a time marker in sedimentation studies // Soil Science of America Journal. 1990. -V. 54. - P. 1393-1401.

128. Junge C.E. Airborn dust at Barbados and its relation to global tropospheric aerosols // Geochim. et Cosmohim. Acta. 1968. - V. 32. - P. 1219-1222.

129. Lat D., Barg E., Pavich M. Development of cosmogenic nuclear methods for study of soil erosion and formation rates // Current Sci. 1991. - V. 4, №10. - P. 636-639.

130. Ludwig B., Boiffin J., Chadoeuf J., Auzet A.-V. Hydrological structure and erosion damage caused by concentrated flow in cultural catchments // Catena. 1995.- №25. P. 227-252.

131. Marvin U.B., Einaudi M.T. Black magnetic spherules from pleisocene and recent beach sands // Geochim. et Cosmohim. Acta. — 1967. V. 31. - P. 1871-1884.

132. McLean D. Magnetic spherules in recent lake sediments // Environmental History and Palaeolimnology. Hydrobiologia. 1991. -№214 - P. 91-97.

133. Milne G. 1936. Normal erosion as a factor in soil profile development // Nature. 1936. - №138. - P. 548-549.

134. Mutch T.A. Abundances of magnetic spherules in Sillurian and Permian salt samples // Earth and Planet. Sci. Letters. 1966. - V. 1. - P. 325-329.

135. Mutch T.A. Volcanic ashes compared with Paleozoic Salts containing extraterrestrial spherules // J. of Geophys. Res. 1964. - V. 69, №22. - P. 4735-4740.

136. Olson K.R. Evaluation of methods to quantify soil loss from erosion // Proceedings of an International Workshop on Soil erosion. Purdue University, 1993.- P. 260-278.

137. Olson K.R., Gennadiyev A.N., Golosov V.N. Comparison of fly ash and radio-cesium tracer methods to assess soil erosion and deposition in Illinois landscapes (USA) // Soil Science Society of America Journal. 2008. - V. 173, №8. - P. 1-12.

138. Olson K.R., Gennadiyev A.N., Jones R.L., Chernyanskii S.S. Erosion Patternson Cultivated and Reforested Hillslopes in Moscow Region, Russia // Soil Science Society of America Journal. 2002a. - V. 66, №1. - P. 193-201.

139. Olson K.R., Gennadiyev A.N., Jones R.L., Chernyanskii S.S. Erosion patterns on cultivated and forested hillslopes near Ashukino // Soil Science Society of America Journal. -2002b. V. 66, №1. - P. 193-201.

140. Olson K.R., Jones R.L. Soil organic carbon and fly-ash distribution in eroded phases of soils in Illinois and Russia // Soil Tillage Res. 2005. - №81. - P. 143-153.

141. Olson K.R., Jones R.L. Use of fly ash as time marker in soil erosion and sedimentation studies // Sustaining the global farm. Selected papers from the 10th 1st. Soil Conserv. Org. Meeting. Purdue Univ, 2001. - P. 1059-1061.

142. Olson K.R., Jones R.L., Gennadiyev A.N., Chernyanskii S.S., Woods W., Lang J.M. Accelerated erosion on a Mississippian mound at Cahokia site in Illinois // Soil Science Society of America Journal. 2002c. - V. 66, №6. - P. 1911-1921.

143. Olson K.R., Jones R.L., Gennadiyev A.N., Chernyanskii S.S., Woods W.I., Lang J.M. Soil catena formation and erosion of two Mississippian mounds at Cahokia archaeological site, Illinois // Soil Science. 2003a. - V.168, №11. - P. 812-824.

144. Olson K.R., Jones R.L., Gennadiyev A.N., Chernyanskii S.S., Woods W., Lang J.M. Fly-ash distribution to assess erosion and deposition in an Illinois landscape // Soil Tillage Res. 2006. - № 89. - P. 155-166.

145. Olson K.R., Jones R.L., Lang J.M. Assessment of soil disturbance using magnetic susceptibility and fly ash contents on a Mississippian mound in Illinois // Soil Science Society of America Journal. 2004. - V.169, №10. - P. 737-744.

146. Olson K.R., Jones R.L., Lang J.M. Soil formation at Millstone Bluff and Johnson Ridge in southern Illinois // Soil Science Society of America Journal. -2005a. V.170, №6. - P. 457-468.

147. Olson K.R., Jones. R.L, Gennadiyev A.N, Chernyanskii S.S., Woods W.I. Soil Development on Monks Mound at the Cahokia Arhaelogical Site, Illinois // Soil Survey Horizons. 2003b. - Vol. 44. №3. - P. 73-106.

148. Olson K.R., Lang J.M., Ebelhar S.A. Soil organic carbon changes after 12 years of no-tillage and tillage of Grantsburg soils in southern Illinois // Soil Tillage

149. Res. 2005b. - № 81. - P.217-225.

150. Phillips F., Leavy B.D., Jannik N.O., Elmore D., Kubik W. The accumulation of cosmogenic Chlorine-36 in rocks: a method for surface explosure dating // Science. 1986. - V. 231. - P. 489-492.

151. Schmidt R.A. Rate of spherule deposition on the Antarctic ice cap // J. of Geophys. Res. 1963. - V. 68, №2. - P. 601-602.

152. Schmidt R.A., Kell K. Electron microprobe stude of spherules from Atlantic Ocean sediments // Geochim. et Cosmohim. Acta. 1966. - V. 30. - P. 471-478.

153. Singh G., Baby R., Chandr S. Soil loss prediction research in India. Dehra Dun. India, 1981.-70 p.

154. Soil degradation (Advances in Soil Science). New York: Springier-Verlag, 1990. - 172 p.

155. Varekamp J.C., Thomas E., Germani M., Buseck P.R. Particle geochemistry of volcanic plumes of Etna and Mount st.Helens // J. of Geophys. Res. 1986. - V. 91, №12. - P. 12233-12248.

156. Wishmeier W.H., Smith D.D. Predicting rainfall erosion losses a guide to conservation planning. USD A, Handbook № 537. - Washington, DC, 1978. - 58 p.

157. Wright F.W., Hodge P.W., Allen R.V. Electron probe analysis of interiors of microscopic spheroids from eruptions of the mt. ASO, supsey and kilauea iki volcanoes // SAO Special Report. 1966. - №228. - P. 1-9.

158. Yaalon D.H. Soil-forming processes in time and space // Paleopedology: origin, nature and dating of paleosols Israel, Jerusalem: Israel University Press, 1971.-P. 29-39.

159. Zheng-Chao Zhou; Zhou-Ping Shangguan. Soil Anti-Scouribility Enhanced by Plant Roots // Acta bot.sinica. 2005. - T.47, № 6. - P. 676-682.

Информация о работе

Жидкин, Андрей Петрович
кандидата географических наук
Москва, 2010
ВАК 25.00.23

Диссертация

Количественная оценка механической миграции вещества почв методом магнитного трассера - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы