Пространственная организация и морфогенез лесных и антропогенно-измененных почв

Захарченко, Александр Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Пространственная организация и морфогенез лесных и антропогенно-измененных почв
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Пространственная организация и морфогенез лесных и антропогенно-измененных почв"

Захарченко Александр Викторович

На правах рукописи

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И МОРФОГЕНЕЗ ЛЕСНЫХ И АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ ПОЧВ

Специальность 03.00.27 — Почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Томск -2006

Работа выполнена в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектро-

Научный консультант — доктор биологических наук,

профессор А.Г. Карташев

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.И. Инишева

Ведущая организация: Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Защита состоится «22» июня 2006 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д.212.267.09 в Томском государственном университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, главный корпус, ауд. 224, (fax 3822-426201).

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять в диссертационный совет ТГУ ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан «22» мая 2006 г.

ники

доктор биологических наук, профессор Л.М. Татаринцев

доктор географических наук, А.Г. Дюкарев

Ученый секретарь Диссертационного Совета доктор биологических наук

Кулижский С.П.

Актуальность исследования. Современная сельскохозяйственная техника, основываясь на информационных технологиях, может с высокой точностью, локально и направленно («точечное» земледелие) проводить внутри почвы специализированные технологические операции, имеющие агроэкологическую (мелиоративную) направленность воздействия. Проблема заключается в необходимости разработки методологии фиксации и отображения неоднородности строения и состава почв на малых дистанциях. Её решение призвана осуществлять педометрика (Мешалкина, 2004). С другой стороны, необходима новая концепция, позволяющая проводить в трехмерной системе координат сравнительный анализ морфологического строения почвенных тел.

Концепция должна основываться на том, что почвенно-морфологическое пространство организовано таким образом, что каждому иерархическому уровню (Иванов, 2004) соответствует уровень неоднородности строения и состава почвы (Воронин, 1984; Розанов, 2004), влияющий на интенсивность и направленность физико-химических процессов. Присутствие неоднородностей обусловливает естественные границы раздела, а границы формируют поверхности. Между агрегатными и почвенно-географическими поверхностями располагаются морфонный, горизонтный уровни организации педосисгемы (по Иванову, 2004), которые обладают своими специфическими поверхностями — морфологическими. Макро-, мезо-, микро- и субмикроуровни морфологии обладают преемственностью методов исследования (Шоба и др., 1999), что в равной мере относится к изучению форм рельефа педоморфологических поверхностей разного масштаба отображения.

Характер видимой поверхности почвы является важнейшим морфологическим показателем (Розанов Б.Г., 1983). Современные методы фиксации рельефа поверхности (microtopography) позволяют оценивать эрозионную активность микропотоков, геометрические свойства поверхности почвы, обусловленные физическими причинами (Favis-Mortlock et al., 2000; Govers et al., 2000; Planchón et al, 2001). Идея данного исследования заключается в использовании методов микротопографии при изучении поверхности почвы и горизонтов в трехмерной системе координат. Методология изучения морфологического пространства позволяет провести анализ пространственной сопряженности границ горизонтов элювиального слоя лесных почв на двух иерархических уровнях: горизонтном и морфонном. Переход между иерархическими уровнями организации педоси-стемы дает возможность выявлять причины пространственного варьирования морфологических свойств почв и регулярной цикличности их изменения в структуре почвенного покрова лесного биогеоценоза.

В рамках концепции педоморфологических поверхностей проблема сопряженности почвообра-зующих процессов почвенного профиля решается через поиск зависимостей положения границ морфоструктур. Микротопография и реконструкция морфологических поверхностей почвы в трехмерной системе координат предоставляют широкие возможности для фиксации морфоструктур и анализа явлений морфолитогенеза, возникающего под влиянием различных экзогенных и эндогенных почвообразующих факторов, участвующих в саморазвитии профиля.

Парцеллярная структура почвенного покрова лесного биогеоценоза достаточно подробно изучена (Карпачевский, 1977; Чертов, 1990), но часто исследования ограничиваются констатацией её присутствия, а механизмы формирования парцелл остаются за пределами исследовательских программ. Биомеханические эффекты в лесных почвах, вызывающие перемещения минеральных масс или частей почвенных горизонтов, или минеральных пород, также известны и изучены на морфологическом и вещественном уровнях (Васенёв, Таргульян, 1995; Phillips, 1998; Van Lear et al.'s, 2000; Phillips, Marion, 2004,2005).

Воздействие тяжелой техники вызывает изменение не только поверхности почвы, но глубоких слоев (Росновский, 2001). Воздействие экологических факторов отражается в специфических формах почвенно-морфологических поверхностей, что можно использовать в качестве инструмента для идентификации педотурбаций и выявления причин их возникновения даже через длительный промежуток времени после нарушения сложения. Такая постановка проблемы позволяет рассматривать пространственно-временные морфолого-физические трансформации почв лесных экосистем в техногенные природные комплексы.

Цель работы - изучить строение и пространственную организацию почвенного профиля, вертикальную и радиальную сопряженность почвообразующих процессов, участвующих в формировании горизонтов элювиального слоя лесных и антропогенно-измененных почв.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы и последовательно решены следующие задачи:

1. Обосновать теоретический подход формализованного изучения и выделения структурно-функциональных единиц почвенно-морфологических поверхностей, рассматривая их как пространственно распределенные случайные величины;

2. Разработать методические приемы морфологических исследований, позволяющие проводить фиксацию не только поверхности почвы, но и границ горизонтов в трехмерной системе координат, а также их реконструкцию и моделирование;

3. Рассмотреть структуру и строение морфологических поверхностей дерново-подзолистой почвы: дернины, гумусового, элювиального, второго гумусового и переходного горизонтов;

4. На примере поверхностей почвенных горизонтов дерново-подзолистых почв лесных экосистем и альфегумусовых подзолов на сиенитовых нефелинах тундровых редколесий рассмотреть вертикально-горизонтальную организацию морфоструктур минеральных кочек осоки и водяники;

5. Рассмотреть особенности формирования мощности почвенных горизонтов через изменение положения верхних и нижних границ;

6. Изучить влияние экологических факторов на морфогенез и радиальную анизотропность почв в лесных экосистемах;

7. Выявить пространственные неоднородности морфологических поверхностей и их временные изменения на примере антропогенно-измененных почв нарушенного сложения техногенных земель.

Научная новизна. Исследованы новые фундаментальные зависимости, характеризующие морфологическое строение почвы. Обоснованы методические приемы фиксации морфологических поверхностей в трехмерной системе координат. Показано, что формирование рельефа поверхности почвы является результатом сочетания экзо- и эндогенных процессов. На поверхности почвы выявлены аномальные значения высотных уровней, локализованные в виде бугров, диагностирующих разрывы саморазвития лесных почв. Форма бугров характеризует устойчивость поверхности почвы к экзогенным факторам.

Показано, что регулярная цикличность изменения морфологических поверхностей (языкова-тость) и физических свойств обусловлена присутствием вертикальной трещинной сети элювиального слоя. Размер и форма, количество граней ячеи ВТС изменяются в связи с парцеллярной структурой лесного биогеоценоза и прослеживаются в следах лесных парцелл в почвенном покрове просеки воздушной линии электропередачи сверхвысокого напряжения (ВЛ СВН). Размер ячеи увеличивается с глубиной от поверхности почвы до иллювиального горизонта.

Формирование границ горизонтов почвенного профиля протекает при условии вертикальной и радиальной сопряженности почвообразующих процессов. Выделяются 3 типы зависимостей положения между соседними морфологическими поверхностями горизонтов в почвенном профиле: согласный, противофазный, несопряженный. При формировании гумусового горизонта наблюдается переход от согласного изменения границ к противофазному, элювиального — переход от противофазного к несопряженному. В переходном горизонте изменение границ пространственно согласовано. Наблюдаются различия в способах формирования дернового, гумусового, элювиального, второго гумусового и переходного горизонтов. Сопряженное почвообразование характеризуется пространственными взаимосвязями верхней и нижней границ горизонтов, их мощности. Пространственные закономерности морфогенеза границ почвенных горизонтов различаются в различных почвенно-экологических условиях. Морфологические поверхности техногенной территории наследуют структуру лесного биогеоценоза, на которую «накладываются» антропогенно-измененные почвы (АИП) подтрассовых территорий ВЛ СВН.

Защищаемые положения.

1. Саморазвитие почвенного профиля элювиального слоя почв является результатом изменения морфологических поверхностей границ почвенных горизонтов, морфогенез которых обусловлен воздействием внешних (климат, рельеф, почвообразующие породы) и внутренних (почвообразование, литологическая неоднородность, растительность) факторов.

горизонта: верхняя следует за нижней (тип I), изменяются в противофазе (тип II), границы несопряженные (тип III). При увеличении мощности наблюдаются смены одного типа другим для горизонтов: А) аккумулятивно-гумусового — тип I — тип II, Б) элювиального — тип И — тип III, В) переходного — тип I.

3. При естественном восстановлении морфологических поверхностей педосистема стремится достичь своего морфотипа, существовавшего до нарушения сложения, как наиболее устойчивого состояния в данных природных условиях.

4. Формирование вертикальной организации почвенного профиля осуществляется при различии в интенсивности почвообразования на неоднородностях сложения и состава почв в радиальном направлении, горизонтальная морфонная организация педосистемы строится на основе элементов, составляющих вертикальный профиль. Саморазвитие почвы протекает в условиях последовательного формирования сопряженных вертикальных и горизонтальных педоморфологических поверхностей.

Теоретическая и практическая значимость. Разработана концепция организации морфологического пространства на основе сопряженных морфологических поверхностей. Основываясь на положении о единстве структурных и функциональных свойств почв и используя эмпирико-теоретический подход, обосновано формализованное описание границ почвенных горизонтов как двумерных поверхностей, что позволяет оценить пространственную сопряженность естественных границ горизонтов между собой и вертикально организованными морфоструктурами. Используя различные проекции для анализа структуры рельефа морфологических поверхностей, появляется возможность исследовать генетические особенности саморазвития почв.

Микротопография педоморфологических поверхностей отражает процессы формирования границ почвенных горизонтов в трехмерной системе координат, что даёт возможность в формализованном виде представить эти поверхности и в дальнейшем использовать для анализа воздействия экологических факторов на морфологическое строение почв. Выявленный комплекс диагностических признаков морфологических поверхностей дает возможность различать следы лесных парцелл и антропогенно-измененных почв при их естественной регенерации.

Результаты работы реализованы в системе эколого-гигиенического нормирования BJI СВН, а также мероприятий по охране окружающей среды при строительстве высоковольтных линий электропередачи. Предложенные подходы к оценке пространственной неоднородности почв с естественной и техногенной причиной нарушения сложения могут иметь практическую реализацию при разработке систем экологического мониторинга, эколого-экономической оценки деградированных земель. Изученная вариабельность морфологических свойств на малых дистанциях позволяет наиболее ярко представить многоаспектную проблему взаимодействия в системе «ходовые системы техники — технология прокладки просеки — почвенно-морфологические поверхности — лесная экосистема».

Публикация и апробация результатов исследования. Результаты исследования по теме диссертации опубликованы в 20 научных работах, из них 9 статей в ведущих научных изданиях, рекомендованных ВАК, 11 публикаций — в научных журналах и сборниках научных трудов, трудах конференций и съездах. Результаты работы докладывались на всероссийских и международных конференциях и симпозиумах: Всероссийской конференции «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения» Москва, 16-18 июня 1998 г.; III съезд Докучаевского общества почвоведов. Суздаль. 2000 г.; Всероссийской конференции «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» МГУ, 22-25 декабря 2003 г.; «ENVIROMIS-2004», г. Томск; IV съезд Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск. 2004 г.; III Всероссийская научная конференция «Современные проблемы почвоведения и оценки земель Сибири, посвященная 75-летию со дня основания кафедры почвоведения ТГУ, 2005.

Вклад автора в разработку проблемы. Автору принадлежит решение проблемы трехмерной реконструкции морфологического строения почвенного тела в результате натурных морфологических исследований. Собранный автором в экспедициях натурный материал использован к качестве основы для анализа пространственной неоднородности почв просек ЛЭП-500 кВ. Диссертационная работа выполнена в рамках программ по изучению строения почвенного тела и физической неоднородности элювиальной толщи дерново-подзолистой почвы, которые осу-

ществлялась на кафедре почвоведения и экологии ТГУ при финансовой поддержке грантов РФФИ № 03-04-49327 -а «Трехмерная модель движения воды в элювиальном горизонте на основе его пространственной реконструкции» и «Университеты России» по теме «Оценка устойчивости лесных почв к воздействию лесозаготовительной техники» № ур.07.01.402.

Структура и объем работы. Диссертация, объемом 277 машинописных страниц, состоит из введения, 5 глав, заключения; выводов и списка цитируемой литературы. Диссертация иллюстрирована 60 таблицами, 113 рисунками. Указатель литературы содержит 280 наименований. Из них -224 на русском языке и 56 на иностранных языках.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ В ИЗУЧЕНИИ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Моделирование почвенной поверхности основано на изучении естественного варьирования (Burrough, 1983а; 1983b; Clarke К.С, 1988). Описана эрозионная модель, принимающая во внимание декомпрессионную память микрорельефа (нанорельефа) поверхности при имитации стадий его развития (Hairsine et al, 1992; De Roo et al., 1996). Концептуальная важность микротопографии в моделировании образования стока, депрессий, оценки эрозии на поверхности почвы общепри-знана (Favis-Mortlock, 1998; Hansen et al., 1999; Favis-Mortlock et al., 2000; Govers et al., 2000; Planchón et al, 2001). С использованием микротопографии изучаются морфологические и физические неоднородности лесных почв. Показано, что высокая вариабельность поверхности почвы свойственна лесным почвам (Phillips, 2001; Phillips, Marion, 2004, 2005).

Изменения педоморфологических поверхностей всегда согласуются с изменением плотности сложения почвы. Плотность определяется составом твердой фазы и плотностью упаковки слагающих ее частиц (Розанов, 1983). Частицы твердой фазы упруго взаимодействуют друг с другом в соответствии с весом вышележащего слоя. Изменение плотности в результате почвообразования обусловливает изменение геометрических размеров границ почвенных горизонтов. На ровной поверхности почвы действие почвообразукмцих факторов распределено равномерно. При условии равной интенсивности почвообразования (однородности почвообразования) границы горизонтов должны изменяться согласованно с изменением поверхности (тип I).

Размеры слоев и горизонтов могут существенно изменяться в течение года, поэтому при сопоставлении морфологических поверхностей требуется обязательный учет влажности и объемной массы (Андрианов, 1928). В условиях одинаковой влажности высота слоя почвы h - после вспашки и hi - после усадки соотносятся с объемами до (V) и после (Vi) усадки:

V, h '

Определив общую скважность А = 100 - V, где V — объем твердой фазы (%), П.И. Андрианов (1928), приходит к выводу, что «можно по высоте и изменениям высоты (hi-h) слоя почвы вычислить общую скважность и её изменение (Ai — А)»:

x=Az±=ül±, (1)

100-Л л

где А — исходная скважность (%), Ai — измененная скважность (%), h (м) — высота слоя, hi (м) — высота при изменении сложения почвы, А, — модуль расширения, представляющий собой изменение положения точки на поверхности относительно исходного значения.

При условии равномерности распределения и однородности действия факторов почвообразования должна наблюдаться линейная зависимость между нижней границей и верхней границей (тип I), при этом, развитие горизонта стремится к некоторой предельной величине, обусловленной интенсивностью воздействия факторов почвообразования. Но если в радиальном направлении присутствуют литологические неоднородности, где интенсивность почвообразования существенно возрастает, тогда мощность горизонта локально увеличивается. Локальное присутствие неоднородности нижележащих пород осложняет ситуацию и вызывает формирование языковатой границы на вертикальном срезе (тип II). Следуя логике Б.Г. Розанова (2004), при почвообразовании часть грунта переходит из состояния с меньшей (материнская порода) в состояние с большей (почва) скважностью, что должно вызывать появление возвышенности на поверхности горизонта. Тогда, в некотором интервале изменения мощности верхняя и нижняя границы горизонтов долж-

ны быть пространственно сопряжены в противофазе. Рассматривая зависимость между случайными величинами координат точек верхней и нижней поверхностей горизонта и его мощностью с использованием многомерного дисперсионного анализа, появляется возможность оценить этот интервал. Основываясь на анализе литературных данных, учитывая неоднородность среды, следует ожидать некоторую переходную точку мощности слоя, начиная с которой дальнейшее углубление границы возможно только при использовании литологической неоднородности сложения почвенного горизонта.

Таким образом, морфологические поверхности представляют сложный и малоизученный объект, и, исходя из теоретических предпосылок, можно предположить, что морфологические поверхности, развиваясь в различных почвенно-экологических условиях, в профиле пространственно сопряжены.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе рассмотрены физико-географические условия почвообразования района исследований (Хахалкин и др., 1999). По структурно-геоморфологическому районированию междуречье Яя-Кия относится к Западно-Сибирской провинции Чулымо-Енисейской области и находится на границе Томско-Каменского и Чулымского районов. Рельеф междуречья можно охарактеризовать как мелкохолмистую, слабонаклонную равнину с густой и глубоко врезанной сетью речных долин перистого типа. Яя-Кийское междуречье или географическое название - Арчекасский кряж имеет более высокую степень расчленения относительно прилегающих территорий Причулымья (Хахалкин и др., 1975). Район исследований относится к Мариинско-Ачинскому почвенному округу расчлененной лесостепи предгорий (Трофимову, 1985). В плакорном положении преобладающими почвами являются темно-серые, черноземы, лугово-черноземные почвы. На склонах кряжа формируются дерново-подзолистые почвы.

Натурные работы по оценке естественной регенерации почвенно-растительного покрова на просеках линий электропередачи выполнялись на опытном участке, расположенном в 2 км от пос. Ломачевка. Объектом исследования являлись почвы лесных парцелл соснового биогеоценоза и просеки ВЛ СВН. Основные виды работ сконцентрированы на 2 просеках ЛЭП-500 кВ Назарово-Новоанжерка, построенной в 1966 г., и в одном створе с ней — ВЛ СВН, построенная в 1986 г (Львов, 1986; Плеханов, 1990; Хахалкин и др., 1999; Карташев, 2000). Вспомогательный район исследований — подтрассовая территория ВЛ СВН Мурманской области, где заложены ключевые площади. На ключевых площадях закладывались траншеи и площади для морфометрии границ почвенных горизонтов, последовательные вертикальные и горизонтальные срезы элювиального слоя почв.

В результате техногенного воздействия на просеках линий электропередачи образовался комплекс почв с механическими нарушениями сложения, что создает искусственный фон неоднородности сложения почв. На изученных просеках выделяются 3 типа резектоземов (почвы, утерявшие ту или иную часть профиля). Резектозем элювиальный (РЭ) — почвы, утерявшие верхний гумусовый горизонт (А)) и частично элювиальный (Аг), который экспонируется на поверхности. Резектозем иллювиальный (РИ) — почвы, потерявшие верхний гумусовый горизонт, элювиальный и, частично, или полностью, переходный А2В1. На поверхности экспонируется переходный или один из иллювиальных горизонтов (В). Полный резектозем (РП) — почва, срезанная до материнской или подстилающей породы. Почвы из насыпных слоев разной композиции названы стратолитом.

На опытном участке почвы представлены дерново-подзолистыми со вторым гумусовым горизонтом (тяжелосуглинистые на делювии третичных пород). В гранулометрическом составе почв отмечается преобладание фракции крупной пыли (0,05 -0,01), характерное для лессовидных суглинков, книзу содержание пыли падает и заменяется илом. Содержание физической глины резко возрастает в иллювиальных горизонтах. Распределение песчаной фракции (1 - 0,25) разделяет почвенный профиль на 2 слоя — верхний до иллювиального горизонта Вь с постепенным уменьшением содержания песчаной фракции и высоким содержанием крупной пыли (0,05 - 0,01), и нижний — с высоким содержанием ила. Содержание и распределение по почвенному профилю гумуса в дерново-подзолистых почвах ключевого участка соответствует подтипу дерново-подзолистых почв с

характерным минимумом содержания органического вещества в элювиальном горизонте (А2). Емкость поглощения оснований постепенно изменяется к нижней части почвенного профиля. По величине суммы обменных оснований выделяется элювиальный горизонт Аг, имеющий минимальные значения этого показателя и для которого характерен вынос оснований. Степень насыщенности основаниями также имеет минимальные значения.

Основываясь валовом анализе химического состава, почвы модельных площадок отнесены к типу дерново-подзолистых. Для них характерно увеличение в элювиальном горизонте Аг содержания БЮг и содержания гигроскопической влаги. Величина молекулярного отношения БЮгЛ^Оз имеет максимальное значение в дерновом горизонте, где идет активное разрушение минеральной части почв. Второй максимум величины молекулярного отношения БЮг/ЯгОз приурочен к подзолистому горизонту.

Трехмерное изображение морфологических свойств почв можно получить с помощью последовательных вертикальных срезов с фиксированным шагом измерений. Данный метод позволяет проводить измерения положения границы в трех координатах. На вертикальной стенке среза фиксируются границы горизонтов. В пределах горизонта выделяются и очерчиваются области, отличные от остальной части горизонта по морфологическим свойствам. Для проведения измерений границ горизонтов и положения морфонов в трехмерной системе координат использовалась установка, представляющая систему реек, организующих базовую плоскость на которую проецируются поверхности почвы и горизонтов.

Следуя П.К. Соболевскому (1932, 1991) - основоположнику горной геометрии, по аналогии с геоморфологической поверхностью определим почвенно-морфологическую поверхность как пространственно распределенную случайную величину, которая в любой точке в момент времени определена как функция:

2 = Дх,у), (2)

где х, у — плановые координаты, г — высота/глубина границы, которая является границей раздела морфоструктур. Такое формализованное представление поверхности позволяет строить топографические и векторно-топографические карты (Шарый, 1991).

В среднем для изучения рельефа почвенно-морфологических поверхностей элювиального слоя на модельной площадке 1 м при шаге срезов 5 см, среднему расстоянию между измерениями 5 см и для 6 границ горизонтов проводится 2400 измерений. Трехмерная морфометрия дает возможность зафиксировать рисунок поверхности морфы с точностью до 1 мм, что позволяет перейти от вертикального среза к горизонтальному изображению и векторному. Так как поверхности раздела горизонтов оцифрованы в натурных условиях, то имеется возможность визуализировать «обратную сторону» почвенных горизонтов и пространственно сопоставить характерные морфострукту-ры поверхности горизонтов с другими наблюдаемыми морфами и повести обработку данных методами, принятыми в геодезии, картографии, статистике. Для визуализации изображения использовался БегГег. Базовый масштаб картографирования — 1:5. В этих масштабах хорошо прослеживаются изменения поверхности в пределах 1—10 мм, что позволяет с высокой точностью отображать рельеф поверхности, значимый для морфологических исследований почв, который рассматривается как пространственно распределенная случайная величина.

При оценке площадей деградированных земель просеки ВЛ СВН использованы устоявшиеся методики и ГОСТы (Методические рекомендации..., 1995). Оценка регенерации почвенного покрова выполнена с использованием химико-аналитических методов. Содержание гумуса, рН, емкость поглощения, сумма поглощенных оснований определены по методикам, описанным в руководстве Е.В. Аринушкиной (1970). Гранулометрический состав почв и водно-физические свойства определены по стандартным методикам (Вадюнина, Корчагина, 1986; Абрукова, Воронин и др., 1988; Росновский, 2001). Валовой химический состав почв определялся в ЦЛ ПГО "Оренбург геология" по стандартным методикам.

Таким образом, в работе рассмотрены в различных масштабах и разными методами следующие объекты, где изучалось пространственное варьирование морфологических свойств почв:

1. На макросклоне Арчекасского кряжа на основе 6 геоморфологических профилей проведена картографическая съемка техногенных нарушений почвенного покрова подтрассовых территорий просек ЛЭП 1966 г. и 1986 г.

2. Через просеку (1966 г.) и равную часть лесного БГЦ заложен геоморфологический профиль длиной 120 м, расположенный перпендикулярно В Л СВН, где через 2 м располагались почвенные разрезы, а между ними траншея, вскрывающая элювиальный слой. На стенке траншеи изучено варьирование мощности почвенных горизонтов элювиального слоя при расстоянии между измерениями 1—5 см.

3. Изучены почвенно-морфологические структуры на вертикальных срезах траншеи и горизонтальных срезах шириной 1 м длиной 30 м, захватывающие две лесные парцеллы.

4. Изучены морфологические структуры на стенках траншеи (29 м) с горизонтальными срезами шириной 0,5 м, вскрывающие морфологические поверхности от сосны через экотон просеки к проекции крайнего провода ЛЭП.

5. Изучены почвенно-морфологические поверхности на 4 площадях, находящихся на просеке ЛЭП и на лесных полянах.

6. Проведены маршрутные исследования почвенно-морфологических поверхностей альфегуму-совых подзолов на нефелиновых сиенитах Мурманской области, где на альфегумусовых подзолах заложено 3 траншеи по 15 м длиной, обследовано морфологическое строение 20 кочек водяники разного возраста и положения на склоне.

РЕЗУЛЬТАТЫ 3. ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ

Формы рельефа почвенно-морфологических поверхностей отражают разнообразные воздействия экологических факторов. Назовем участки локального углубления границ горизонтов воронками, а возвышенности — буграми. Цепочки понижений создают килевые морфоструктуры, а возвышенностей — гребневые (рис. 1).

X, см

Рисунок 1 — Микротопография поверхности почвы следа парцеллы сосны (площадь 06): зона I — перегнившая масса древесины комля (воронка), зона II — прикомлевый валик, сформированный вытеснением грунта комлем из зоны I, зона III — депрессия между опорными корнями, зона IV —

складчатость по краю проекции кроны Горизонтали проведены через 1 см. Оттенками серого цвета показана освещенность поверхности

(рельефность).

На месте произрастания дерева на поверхности почвы формируется своеобразный рельеф. Следы корней дерева выделяются в виде линейно вытянутых цепочек бугров. Параллельно буграм

формируются килевые структуры с цепочками воронок на дне. Хорошо заметен отдельно стоящий бугор с координатами ХУ{10, 50). Такие бугры - обычное явление на поверхности лесных почв. Их формирование объясняется вытеснением почвенного материала при увеличении диаметра корней. Форма этой поверхности более спокойная. Фиксируются килевые структуры на месте крупных корней. Проекция «корневой кроны» ограничена высотными отметками ниже 2 см. На границе «корневой кроны» отмечаются складчатые возвышенности, сформированные вытесненным материалом. В результате формируются 4 зоны, выделяемые по микротопографии поверхности почвы, которые не заметны при жизни дерева, но отчетливо проявляются в рельефе поверхности почвы на просеке после перегнивания комля и корней дерева.

Цепочки бугров отражают положение опорных корней дерева. На месте «корневой кроны» поверхность почвы опускается (1-5 см), и формируются локальные депрессии и бугры. Это напоминает карстовый рельеф, что отражается на поверхности почвы и морфоструктуре границы элювиального горизонта. Расположение бугров и воронок на поверхности почвы создает характерный рисунок, длительное время сохраняющийся на поверхности почвы после деструкции древесины комля и корней дерева.

В диссертационной работе рассмотрены статистические характеристики поверхностей почвы и распределения высотных отметок рельефа поверхности почвы в различных экологических условиях. Отмечено, что радиальное вытеснение почвенного материала А1 и частично Аг корнями растений приводит к возникновению внутрипарцеллярной неоднородности: возвышенностей, гряд возвышенностей, локальных бугров внутри и по краю проекции кроны, которые фиксируются методами микротопографии и трехмерной морфометрии. Показано, что поверхности почв в различных экологических ситуациях лесного биогеоценоза существенно различается.

Установлено, что на всех площадях часть кривой распределения выборки случайной величины относительной высоты от медианы к максимуму более растянута, чем та часть, которая располагается от медианы к минимуму. Например, на площади 06 тело выборки находится в интервале относительных высот 5,3 - 9 см при медиане 7 см, пустые высотные уровни располагаются в интервале 15-18 см, и вдруг появляются локальные возвышенности с высотами 19 — 20 см. Сходные явления наблюдаются и на других изученных площадях. Для оценки общего наклона поверхности почвы использована планарная линейная регрессия (табл. 1).

Таблица 1 — Плановые характеристики варьирования поверхности почвы на площади 1 м2: средняя относительная высота (Ъ, см), расстояние до ближайшего соседа (Я™, см), гамма (у), средний уклон рельефа, параметры планарной регрессионной модели: Аоо - свободный член, А01 - коэффици-

Индекс площади г, см Кпп» см У Ср. уклон Параметры линейной регрессии V, %

Аоо А01 А)0

06 7,0 4,5 4,99 0,03 7,8 -0,009 -0,006 0,41

02 5,1 4,1 8,40 0,82 5,0 -0,011 0,015 0,60

061 2,8 3,6 0,58 0,15 0,35 0,022 0,023 0,53

03 5,0 4,0 1,22 0,16 0,95 0,042 0,038 0,46

Плоскость можно расположить таким образом, что она окажется посередине между точками высотных уровней натурной поверхности. При минимизации дисперсии высотных отметок получаем регрессионная модель:

г(х,у) = А00+А0, * У+А, о* X, (3)

где А00 — свободный член, отражающий начальную точку отсчета (уровень высоты пересечения координатной оси), А01 — уклон поверхности по координате У, А10 — уклон поверхности по координате X. Знак при коэффициентах регрессионной модели (А01, А10) отражает направление наклона плоскости (вверх-вниз, вправо-влево) или его экспозицию относительно горизонта. Так как ориентация площадей относительно сторон света не проводилась инструментально, то в дальней-

шем рассматриваются лишь абсолютные значения коэффициентов уравнения 3, отражающие общий уклон поверхности.

На основании проведенного анализа установлено, что поверхность площадей 06, 02 наиболее близка к горизонтальной. Среднее положение по уклонам поверхности занимает площадь 061 и максимальные значения уклона характерны для площади 03 при размахе колебания высотных уровней модельной поверхности от 1 до 9 см. Как видно из таблицы 1, на выровненных площадях, имеющих - разнообразие относительных высотных уровней рельефа, среднее расстояние до ближайшего соседа (Япп) колеблется в узких пределах. Не вдаваясь в детали расчета, укажем, что Япп отражает среднее расстояние между измерениями в плане, которое необходимо для оценки дисперсии высотных отметок на площади 1 м2. В данном случае оно составляет 3,6 - 4,5 см. Варьирование пространственно распределенных данных оценивается у (гамма), которое изменяется в широких пределах. На этой же площади наблюдаются максимальные значения средних уклонов рельефа и коэффициента варьирования. Если из натурных значений высотных уровней (Ъ) вычесть модельные (3), то получим новые значения:

гпс„. = г(х, у) - (А00+ А01*у+А10*х), (4)

где Ъпсы — значения высоты/глубины относительно планарной регрессионной плоскости, у) -исходные значения относительных высот/глубин относительно минимальной точки поверхности почвы, а (А00+А0|*у+А,0*х) — планарная регрессионная модель. В этом случае мы спроецируем исходные данные на модельную плоскость, считая её горизонтальной, что и позволит исключить главную компоненту микрорельефа. Часть значений находящаяся под проекционной плоскостью, будет иметь положительное значение, а над плоскостью - отрицательное, а средние значения близки к нулю, дисперсия не изменится в силу линейности преобразования.

В результате линейного преобразования функции Х{х,у) на отдельных площадях (06, 03) нормализовались (по критерию хи-квадрат) выборочные значения высотных уровней. Высотные уровни более 8 см для площади 06 и более 5 см — для площади 03 можно на полном основании назвать артефактами (при р>0,95). На площади 06 отмечено в плане 6 точек с аномально высокими значениями высот, а на площади 03-4 точки. Такие же «хвосты» от среднего значения в строну максимума наблюдаются на площади 02. Исключение не составляет площадь 061, хотя из-за кривизны рельефа поверхности распределение высотных уровней на площади не удалось нормализовать при помощи линейной регрессии.

Артефактные высоты рельефа поверхности почвы локализованы в виде бугров. В профиле бугры напоминают шипы (рис. 2). На естественной поверхности такие «шипы» не заметны и выявляются только при морфометрии поверхности почвы. Аномальные возвышенности представляют собой крутые плосковершинные бугры, вогнутые у подошвы и выпуклые при вершине. Их морфология определяется отношением высоты к площади основания, мощностью сформированного дернового и гумусового горизонтов. Характер изменения рельефа А^ спокойный, выделяется площадка 02, имеющая сложный рельеф с большими перепадами относительных высот, а на площади 03 наблюдается множество локальных возвышенностей и овальных понижений. По форме рельефа площади 06 и 061 схожи между собой. Однофакторный дисперсионный анализ показал достоверное влияние уклона поверхности на мощность Ас! на всех изученных площадях. Однако, основным фактором, определяющим снижение мощности Ас1 на определенных интервалах высотных отметок, является не столько величина уклона, сколько дисперсия уклонов. На площади 03 на двух (из 4) самых высоких возвышенностях_наблюдаются аномально высокие значения мощности Ас1, в остальных случаях не превышают критического уровня. На площади 061 мощность Ас! меньше средней величины. На площади 06 отмечено 6 возвышенностей с аномальными значениями высотных уровней. На одной из них отмечается максимально высокое значение мощности для данной площади. Обе площади располагаются на просеке ВЛ СВН и возвышенности могли быть частично содраны при волочении хлыстов во время строительства линии электропередачи.

Сходных по морфологическим признакам бтдельно стоящих бугров (шипов) на поверхности почвы обнаружено достаточно много, хотя они не являются артефактными по высотным отметкам. Часто вблизи бугра отмечается замкнутая депрессия, но всегда размерами меньше, чем бугор. Дернины предпочитают развиваться у подножия бугров, но избегают депрессий. Под локаль-

ними буфами часто наблюдается углубление границы дернового горизонта (До) и уисличение его мощности и изменение формы нижней границы элювиального слоя.

Рисунок 2 - Локализация аномальных высотных отметок (обведены эллипсом) на поверхности

площадях А - Об, Б - 03 Справа показана шкала высотных уровней. Высотные уровни даны относительно плоскости пла-нарной регрессии. Горизонтали проведены через 1 см.

На участке с почвами одной разновидности наблюдается закономерность - чем больше высота бугра относительно его основания, тем больше общий уклон поверхности. Сохранность бугров от воздействия экзогенных факторов обеспечивает растительность — дёрн, скрепляющий корнями почвенные агрегаты, подстилка, а также вегетирующие части растения. Аномальные бугры на тяжелосуглинистых почвах маркируют перерывы в саморазвитии почвы. Закрепление шипа поверхности почвы связано с образованием дернины корнями травянистой растительности, что показано

на примере Carex macroures. Увеличенный объем корней вызывает формирование локальной возвышенности на поверхности почвы. В профиле на срезе заметно, что дернина осоки формирует карманы, «языки» аккумулятивно-гумусового горизонта по краям тела дернины. Ниже Ai проникают только единичные корни, но граница осветленного горизонта Аг становится более рассеченной под дерниной осоки.

Сложное строение почвенно-морфологических поверхностей имеют минеральные кочки водяники (Empetrum hermaphroditum), которые формируются на альфегумусовых подзолах зандровых песков Кольского полуострова на отложениях сиенитовых нефелинов. Под иллювиально-железисто-гумусовым горизонтом присутствует псевдофибровый пэн, характерный для песчаных почв (Боул, Хоул, Мак-Крекен, 1977). Минеральные кочки представляют собой возвышенности рельефа поверхности почвы, которые образуются в результате более интенсивного выветривания первичных минералов сиенитов до нефелина на большую глубину. Кроме того, большой объем корней под кочкой вытесняет минеральный материал подзолистого горизонта. Под минеральными кочками водяники на альфегумусовых подзолах через ряд метаморфоз формируются сложные морфологические структуры, имеющие специфические элементы: грибовидную дернину в центре кочки, под ней бассейн, ограниченный железоорганическими стенками и подстилаемый псевдофиброй. Характерной морфой является кольцевой желоб в Bfe, формирующийся по контуру минерального тела кочки.

Таким образом, водяника инициирует в почве образование специфичных железоорганических трехмерных структур на альфегумусовых подзолах с псевдофибровым пэном на отложениях сиенитовых нефелинов, тем самым препятствуя денудации поверхности на склонах. Следовательно, минеральные кочки водяники инициируют в почве метаморфоз альфегумусового подзола с образованием специфичных железоорганических трехмерных морфоструктур. При метаморфозе общий набор структурных элементов педосистемы подзола меняется несущественно, но происходит его перекомпоновка.

На поверхности тяжелосуглинистой лесной почвы обнаружены аномально высокие бугры, являющиеся «свидетелями» педотурбаций и перерывов саморазвития почвенного профиля. Аналогичные процессы в минеральных горизонтах, вызывающие формирование возвышенности на поверхности почвы наблюдаются под кочками осоки и водяники за счет нарастания массы корней, более глубокого выветривания. Гумусообразование и корни растений вызывают стабилизацию поверхности, сохранность аномальных бугров.

4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СОПРЯЖЕННОСТЬ ГРАНИЦ ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ

Центральной парадигмой почвоведения является сопряженность почвообразования в почвенном профиле (Розанов, 1983), что сопровождается изменением размеров горизонта. Поэтому при изучении педоморфологических поверхностей следует ожидать пространственную сопряженность границ горизонтов. При изучении закономерностей формирования рельефа поверхности почвы, прежде всего, следует исключить общий уклон поверхности, используя в качестве проекционной плоскости плоскость планарной регрессии поверхности почвы (формула 3), что позволяет выделить главную компоненту — нанорельеф поверхности. Колебания границ относительно этой плоскости рассматриваются, как рельеф морфологической поверхности. Чтобы установить причины вариабельности морфологических поверхностей гумусового горизонта проведен статистический анализ пространственной системы: рельеф поверхности, граница дернового горизонта, гумусового, мощность аккумулятивно-гумусового (Ad+Ai)> положение вертикальных трещин в элювиальном слое. На основе множественной регрессии составлена факторная модель (табл. 2).

В результате проведенного расчета выделено 3 фактора. Фактор 1 имеет высокое значение коэффициента корреляции с глубиной границы дернового горизонта и положением площади относительно просеки. Положение площадей нумеровано так, что номера возрастают при переходе от просеки к лесу. Так как глубины горизонтов выражены отрицательными числами, то чем глубже граница, тем меньше значение. Отрицательное значение коэффициента корреляции границы Ad с фактором 1 (г = -0,94) говорит о том, что воздействие фактора вызывает поднятие границы вверх.

Эффект вызван вертикальным сжатием (уплотнением) дернового горизонта при переходе от лесной к просечной экосистеме, относительно поверхности почвы выглядит как поднятие границы дернины вверх.

Таблица 2 — Коэффициенты множественной корреляции факторной модели

Переменные Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3

Положение площади Просека - Лес -0,74 -0,13 0,61

Рельеф поверхности почвы -0,52 -0,03 -0,72

Граница А^ -0,94 0,10 0,12

Граница А1 -0,30 0,80 -0,26

Положение вертикальных трещин -0,29 -0,74 -0,34

Уплотнение возникает по многим причинам. Во-первых, большая рыхлость лесных дернин относительно просечной ситуации обусловливается упругостью жестких древесных корней присутствующих в дернине, а в условиях просеки происходит деструкция этих корней и усадка горизонта. В проекции кроны произраставшего дерева усадка будет больше, чем на удалении от него. При условии антропогенного механического воздействия на просеке наблюдается частичная деструкция и уплотнение дернового горизонта, образование колеи при воздействии ходовых систем техники во время строительства ЛЭП-500 кВ, что тоже способствует уплотнению верхней части профиля почвы. С другой стороны, на просеке к 20-летнему возрасту формируется лесо-луговая растительность и в дерновом горизонте наблюдается большее количество живых корней относительно лесных полян с преобладанием лесного разнотравья. При формировании дернин у некоторых злаков (мятлик) наблюдается нарастание дернового горизонта в виде плотной массы корней вверх, что также сказывается на формах рельефа поверхности почвы, но не компенсирует усадку. Поэтому фактор 1 можно назвать межпарцеллярной изменчивостью - при переходе от просеки к лесным полянам граница Ас1 становится глубже. За счет этого эффекта объясняется 37,4 % дисперсии (табл. 3).

Таблица 3 - Характеристические значения корреляционной матрицы и оценка дисперсии (%) от

Фак- Характери- % объясненной Накопленная

торы стическое дисперсии % дисперсия

значение

матрицы

1 1,87 37,40 37,40

2 1,21 24,26 61,65

3 1,09 21,76 83,42

Фактор 2 вызван внутрипарцеллярной неоднородностью, обусловленной увеличением расстояния между «языками» Аь которые пространственно соединены с вертикальной трещинной сетью (ВТС) элювиального слоя. Чем больше размер ячеи ВТС, тем ближе к поверхности граница гумусового горизонта, т.е. дисперсия по фактору 2 (24,3 %) обусловлена сокращением мощности А1 в центральной части ОТС.

Фактор 3 вызван подтоплением локальных понижений рельефа поверхности почвы, что вызывает неблагоприятные условия для формировании А]. Фактор усиливается при переходе от лесной к просечной экосистеме. Локальные понижения сформированы в результате биомеханических воздействий произрастающих деревьев, ветровалов и деструкцией древесины корней. Фактор 3 объясняет 21,8 % внутрипарцеллярной неоднородности строения А|. При переходе от лесной экосистемы к просечной три фактора: усадка, размер ячеи ВТС, локальные понижения рельефа объясняют 83,4 % дисперсии морфологических свойств аккумулятивно-гумусового горизонта.

Верхняя и нижняя границы почвенных горизонтов должны быть сопряженными, а зависимость между ними должна изменятся в различных почвенно-экологических ситуациях (рис. 3). Проведен дисперсионный анализ зависимости высоты рельефа поверхности почвы от глубины границы А) выявил несколько основных типов взаимосвязи между этими морфологическими поверхностями.

Первый тип — линейно согласованные поверхности, что обнаружено на площадях 06. Второй тип — 5-образная кривая, которая наблюдается на площади 02 и частично 061. Формирование границы А1 до отметки -3 см наблюдается в пониженных формах рельефа поверхности почвы близких к нулевой отметке, но на возвышенных элементах рельефа поверхности почвы наблюдается поднятие границы А1 до относительной отметки -1 см от нулевого уровня (рис. 3, 061). Возможен и третий тип — несогласие верхней и нижней границ. Так, на площади 03 согласование границы А1 и рельефа поверхности почвы выполняется только на небольших интервалах границы Аь а доверительные интервалы высоты рельефа поверхности почвы перекрываются при изменении глубины границы А1 (рис. 3, 03), что указывает на отсутствие какой-либо взаимосвязи между этими морфологическими границами. Формирование аккумулятивно-гумусового горизонта можно рассмотреть как модель, включающую в себя рельеф поверхности почвы (см) — верхняя граница А], мощность А) (см) и его нижнюю границу (см). Анализ этой статистической модели показал, что выработка мощности А1 на площадях 02 и 06 осуществляется через изменения поверхности почвы, а на площадях 061 и 03 преобладающее значение имеет нижняя граница.

02 03

Рисунок 3 — Результаты дисперсионного анализа взаимосвязи рельефа границы аккумулятивно-гумусового горизонта (А1_, см) и рельефа поверхности почвы (Н_, см) на просеке (06, 061) и лесных полянах (02, 03) . Нулевой уровень соответствует минимальному значению рельефа поверхности почвы.

Изменения мощности можно рассматривать как результат изменения верхней и нижней границ горизонта А] (табл. 2). Увеличение мощности на площадях 06, 02 в большей степени обусловлено изменением верхней границы, а на площади 061 нижней. Площадь 03 характеризуется мощным гумусовым горизонтом относительно других площадок. На начальном этапе при малых мощностях изменение границы следует за изменением мощности. С некоторой критической точки величины мощности А[ углубление нижней границы приводит к увеличению верхней (поверхности почвы). Малые мощности А1(1-3 см) характерны для уровней выше 5,5 см и наименьших отрицательных форм рельефа поверхности (рис. 4).

Таблица 2 - Корреляционная зависимость (Я при р>0,95) мощности горизонта А1 от положения

Площадь Граница А) R

02 Верхняя 0,45

Нижняя 0,28

061 Верхняя 0,21

Нижняя 0,68

03 Верхняя 0,56

Нижняя 0,96

06 Верхняя 0,70

Нижняя 0,28

Мощность А1, см 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

о <

X Е

IIIIIIIIIIIL.PI||IIIIIIIIIIIIP<^S!lll$i

Рисунок 4 - Зависимость средних величин глубины горизонта Ai (см) (кривая 1) и высотных уровней рельефа поверхности почвы (кривая 2) от мощности (см) для трех площадей 02, 06, 061. Тип I - верхняя и нижняя границы изменяются более или менее согласованно, тип II - в противофазе, тип III — несогласованно. За нулевой уровень принята плоскость планарной регрессии поверхности

почвы.

Началу кривой 2 соответствует возвышенность с минимальными значениями мощности Аь Чуть большие мощности характерны для глубоких депрессий на поверхности почвы. Нижняя граница Ai следует за изменением рельефа поверхности почвы до определенной мощности. Но, постепенно с ростом мощности Aj начинает подниматься поверхность почвы. Точка пересечения кривых 1 и 2 равна 11,5 см мощности Аь при отклонении от планарной плоскости равной -0,5 и глубине Ai — 10,5 см. Это положение границ и мощности Ai является критической точкой для данной почвы. До этой мощности все точки поверхности почвы одинаково отзываются на действие факторов почвообразования, формируя слой, который изменяется в зависимости от рельефа.

Её превышение связано с тем, что пространство физически неоднородно и локально возникает возможность углубления нижней границы, что вызывает локальное возрастание поверхности и формирование бугра. Двухфакторный дисперсионный анализ подтверждает наличие критической точки на кривых зависимостей глубины границы и высотного уровня рельефа поверхности почвы. Мощность гумусового горизонта более 18 см приурочена к аномально высоким отметкам рельефа поверхности — буграм.

Если действие фактора 1 обусловливает внутрипарцеллярную изменчивость, то фактор 2 вызывает локальные изменения положения границ горизонта. При формировании педоморфологиче-ских поверхностей переход одного типа взаимосвязи границ горизонта к другому имеет радиальную цикличность, обусловленную неоднородностью сложения элювиального слоя — наличием вертикальных трещин. Изменения формы границ почвенных горизонтов дерново-подзолистых почв определяется положением вертикальной трещинной сети (ВТС) элювиального слоя. Вертикальная трещинная сеть высекает ячейки в объеме элювиального слоя призмы — отдельности трещинной сети (ОТС). С глубиной общая длина ВТС уменьшается, площадь сечения ОТС (размер ячеи) увеличивается (табл. 3).

Таблица 3 — Изменения с глубиной длины ВТС и площади сечения ячеи ВТС

Положение горизонтальных срезов Глубина, см Длина, см Площадь, см2

а,-а2 15 199 227,3

а2 18 198 416,7

а2 22 165 625,0

а2В, 25 137 833,3

а2в-в. 31 142 2500,0

Наибольшее количество различимых отдельностей расположено на границе гумусового и элювиального горизонтов и затем резко снижается к переходному горизонту. Исходя из соображений механического воздействия веса ствола дерева, кроны и его ветровой вибрации и других экстремальных нагрузок, предположена возможность уменьшения размеров ячеи ВТС в парцелле при переходе от поляны к приствольному участку сосны. На участке следа парцеллы сосны на просеке установлен эффект воздействия, вызывающий уменьшение площади сечения ячеи ВТС с 326 см2 до 292 см2 (табл. 4).

Среднее значение содержания влаги в материале ВТС на момент отбора проб (засуха в середине июля) почти на всех участках выше по сравнению с ОТС элювиального горизонта. Разница средних значений (ВТС — 14,9 %, ОТС — 12,5 %) достоверна по критерию Стьюдента. Отмечается положительная корреляция (0,44) между влагой ВТС и ОТС и достоверное различие средних значений по объемной массе (г/см3) материала, слагающего притрещинную область элювиального горизонта (ВТС — 1,25 г/см3, центр ОТС — 1,55 г/см3). Учитывая, что разница величин объемной массы при одинаковом минералогическом составе характеризует пористость, притрещинная область всегда более пористая по сравнению с центральной частью ОТС.

Таблица 4 - Изменение размеров сечения ОТС (см2) в зависимости от экологической ситуации при движении от парцеллы сосны (ПС) через молодой осинник (Осинник) на экотон просеки (Опушка)

Экологиче- Средняя Ст. ошибка

ская ситуа- площадь ОТС, площади ОТС, N

ция см2 см2

ПС 402 49 7

Осинник 536 59 5

Опушка 326 49 7

СПС 292 49 7

Просека 440 76 3

Присутствие ВТС обусловливает формирование языковатой границы аккумулятивно-гумусового горизонта, которые в пространстве выглядят в виде линеаментов водосборных желобов. На отдельных участках вертикальных срезов наблюдаются ситуации, когда язык А], используя ВТС, пересекает Аг, соединяясь со вторым гумусовым горизонтом так, что Аг остается в виде фрагмента в центре отдельности. Чаще всего внутритрещинный материал (ВТМ) по морфологическим признакам отличается от вмещающего горизонта, что обусловлено его физико-химическими свойствами. Исследования проведенные в п. Ломачевка показали, что на 1 м могут наблюдаться разнонаправленные процессы. Так, на площади 061 на первой половине отмечается большее гу-мусирование трещин, на второй — осветление и отмывание от гумуса ВТМ. Увеличение мощности Аг сопровождается увеличением глубины нижней границы горизонта.

Таблица 5 — Коэффициенты множественной корреляции в факторной модели морфологического

Переменные Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3 Фактор 4 Фактор 5

Мощность дернового г-та, см -0,35 -0,24 0,21 0,14 -0,87

Мощность гумусового г-та, см -0,57 -0,39 -0,13 -0,60 0,37

Мощность аккумулятивно-гумусового г-та (Аа+АО, см -0,72 -0,49 0,02 -0,43 -0,23

Мощность элювиального г-та, см 0,61 0,52 0,48 -0,33 -0,10

Мощность ВГГ, см 0,41 -0,64 -0,63 0,13 -0,07

Мощность элювиального слоя, см 0,94 -0,15 -0,18 -0,17 -0,16

Граница поверхности почвы, см -0,33 0,40 -0,39 -0,49 -0,59

Граница дернового г-та, см -0,01 0,58 -0,55 -0,57 0,19

Граница гумусового г-та, см 0,50 0,79 -0,30 0,09 -0,18

Граница элювиального г-та, см -0,32 0,01 -0,82 0,47 -0,03

Граница ВГГ, см -0,69 0,68 0,00 0,25 0,05

Граница переходного г-та, см -0,86 0,43 0,10 0,22 0,11

Анализ корреляционной матрицы мощности и глубин горизонтов позволяет выявить пять факторов саморазвития морфологических поверхностей элювиального слоя лесных почв (табл. 5). Первый фактор — давление комля и вытеснение элювиального слоя — положительно влияет на мощность элювиального слоя (г = 0,94) и обусловливает увеличение глубины верхней поверхности иллювиального горизонта В1 (г = -0,86) и нижней границы второго гумусового (г = -0,69). Воздействию этого фактора сопутствует сокращение мощности аккумулятивно-гумусового горизонта и увеличение элювиального горизонта. Можно предположить, что этот фактор обусловлен формированием лесной парцеллы в цикле биомеханического воздействия — вытеснения почвенного материала и его замещения при последующей деструкции древесины корней и комля. Фактор 1, вызывающий смещение материала элювиального слоя, объясняет 34 % дисперсии (табл. 6).

Второй фактор (снижение глубины гумусовых горизонтов (Аа, АО и сокращение ВГГ на фоне увеличения интенсивности элювиальных процессов (мощность Аг) вызывает подъем границы аккумулятивно-гумусового горизонта к поверхности и снижение мощности второго гумусового го-

ризонтов. Этот фактор — складчатости вытесненного материала — объясняет 24% дисперсии факторной модели морфологического строения почвы лесной парцеллы.

Фактор 3 - локальная аккумуляция Аг при деструкции древесины корней - вызывает увеличение глубины границы элювиального слоя, увеличение его мощности и сокращение размеров второго гумусового горизонта, что объясняет 16 % факториальной дисперсии.

Таблица 6 — Характеристическое число матрицы корреляции и оценка дисперсии факторной модели формирования морфологических поверхностей элювиального слоя в лесных почвах

Факторы Характеристическое число матрицы % дисперсии Накопленное характер, число Накопленная дисперсия, %

1 4,09 34,06 4,09 34,06

2 2,92 24,30 7,00 58,36

3 1,95 16,27 8,96 74,63

4 1,64 13,64 10,59 88,27

5 1,41 11,72 12,00 99,99

Фактор 4 — формирование дернин — объясняет 13,6 % факториальной дисперсии. Он отражается на взаимоотношениях между дерновым горизонтом и той частью гумусового горизонта, которая оказывается под ним. Дернина, углубляя границу, захватывает часть гумусового, сокращая остаток аккумулятивно-гумусового горизонта. Однако, значения коэффициентов корреляции между фактором 4 и переменными не превышает 0,6.

Фактор 5 — рельеф поверхности почвы — вызывает снижение мощности дернового горизонта (0,87) в отрицательных формах рельефа поверхности почвы и объясняет 11,7 % факториальной дисперсии.

Воздействие факторов реализуется через систему взаимоотношений между мощностью и границами горизонта. Центральным звеном организации морфологических поверхностей элювиального слоя является элювиальный горизонт. В отдельный местах элювиальный горизонт отсутствует и его мощность равна 0, при этом, его верхняя граница А1 непосредственно контактирует с нижней границей — вторым гумусовым горизонтом. Эта ситуация отражена в начале координат (рис. 5). Увеличение мощности элювиального горизонта Аг от 0 до 9 см обусловлено поднятием кверху его границы с горизонтом А1 с глубины -12 до -7,5 см (рис. 5, а). При дальнейшем увеличении мощности Аг начинает увеличиваться глубина границы гумусового горизонта, но при этом возрастает дисперсия так, что достоверные различия (при р>0,95)глубины границы А1 отсутствуют. Если происходит увеличение глубины верхней границы, то увеличение мощности горизонта

Мощность А2. см Мощность А2. см

а б

Рисунок 5 — Зависимость мощности А2 от положения верхней (а) и нижней (б) границы

Опускание границы элювиального горизонта в области трещин обуславливает экспоненциальный рост мощности А2. Модель Аг — -2,43+ехр(0,78-0,087*А2_), где Аг - мощность элювиального горизонта (см), А2_ — нижняя граница элювиального горизонта (см) отражает изменение мощности с глубиной границы при г = 0,67 и объясненной дисперсии — 44,4%. Экспоненциальное увеличение глубины нижней границы за счет сокращения размеров ВГГ и АгВ, создает условия для увеличения мощности Аг при линейном увеличении глубины его верхней границы. При увеличении мощности Аг до ~ 11 см границы горизонта изменяются в противофазе: чем выше поднимается верхняя, тем ниже опускается нижняя. Равновесная ситуация возникает при мощности А2, равной 8 см при глубине верхней границы равной -7,4 см, нижней - -15,5 см. При увеличении мощности Аг более 11 см тенденция изменяется. Дальнейшее увеличение мощности Аг локализовано в области трещин и местах воздействия корней древесной растительности и деструкции этих корней, поэтому существенно возрастает дисперсия границы гумусового горизонта, хотя заметна тенденция положительной корреляции верхней и нижней границ при мощности более 11 см. В таких случаях формирование границ несопряженное (тип III). Поэтому, существенное возрастание мощности Аг наблюдается парцеллах лесного биогеоценоза и их следах на просеке.

Второй гумусовый горизонт представляет собой прокраску верхней части А2В и нижней части А2 горизонтов и выделяется в виде пятен. Мощность второго гумусового горизонта обусловлена процессами на его границах и не сопровождается изменением плотности. Поэтому изменение в противофазе вызваны тем, что развитие вниз Аг возможно только при деградация гумуса и опускании верхней границы ВГГ вниз. В отдельных местах А1 пространственно сопряжен с ВГГ (точки нулевой мощности Аг).

Верхняя граница ВГГ испытывает существенные колебания относительно поверхности почвы и можно отметить лишь общую тенденцию её возрастания с увеличением мощности второго гумусового горизонта. Устойчивое снижение глубины верхней границы ВГГ (нижняя А2) можно отметить только в интервале мощности ВГГ от 9 см до 17 см (рис. 6). Равновесная точка этих двух процессов наблюдается при мощности 10,9 см на глубинах — -14 см А2 и -25 см ВГГ. Получена достаточно высокая сходимость наблюдаемых и расчетных значений. Разнонаправленность процессов, формирующих ВГГ, заметна уже по тому, что, не смотря на общую тенденцию расширения ВГТ вверх и вниз, отмечается согласованное изменение локальных минимумов и максимумов верхней и нижней границ. Так, совпадают положения минимумов верхней и нижней границ при мощностях 3, 6, 9, 14, 19 см, локальных максимумов - 2, 5, 8, 20. Такое совпадение не может быть случайным, и возможно обусловлено «согласованной реакцией» границ на локальные неоднородности строения почвы.

а б

Рисунок 6 — Дисперсионная модель зависимости изменения мощности второго гумусового горизонта (см) от изменения его верхней и нижней границ (см)

Нижняя граница горизонта А2В1 является верхней поверхностью иллювиального горизонта. Дисперсионный анализ позволил установить зависимость — чем глубже опускается граница Вь тем больше мощность переходного горизонта и тем глубже опускается серая прокраска второго гуму-

сового горизонта. Следовательно, нижняя граница второго гумусового горизонта (ВГГ) на некотором расстоянии отслеживает уровень поверхности Bi — границы согласованы по типу I.

Таким образом, выявлена межпарцеллярная и внутрипареллярная неоднородность морфологических поверхностей. Внутрипарцеллярная вариабельность границы горизонтов элювиального слоя имеют специфику изменений при морфогенезе поверхностей горизонтов. Выделяются три основных типа сопряжения педоморфологических поверхностей: верхняя следует за нижней (тип I), изменяются в противофазе (тип II), границы не сопряжены (тип III).

5. ФОРМИРОВАНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ АНТРОПОГЕННО-

ИЗМЕНЕННЫХ ПОЧВ

Сравнительный анализ мощности аккумулятивно-гумусового горизонта Ai на лесных полянах и просеке ЛЭП показал существенное различие мощностей при переходе от лесного биогеоценоза к просечному (рис. 7). Эти изменения согласуются с разнообразием почвенно-экологических условий. В лесной части профиля на участке ветровального комплекса наблюдается мощность сокращение Ai. По-видимому, это молодые поверхности, пережившие перерыв саморазвития профиля. Для парцеллы сосны и пространственно связанной с ней парцеллой осинника, характерны низкие значения мощности Ар

Граница леса и просеки характеризуется переходом от луговой экосистемы к лесной. Для этой части профиля характерно возрастание мощности Аь Увеличение мощности наблюдается на эко-тоне по нескольким причинам. Во-первых, пограничное положение между лесом и просекой стабилизирует режим освещения и увлажнения. При строительстве ВЛ СВН нетоварная древесина, а вместе с ней частично гумусовый горизонт, складируются по краю просеки. После перегнивания или сгорания древесины эта часть просеки получает дополнительный ресурс минеральных и органических веществ.

ПС Экотон Сл_НП_2 ННС ЛП

Экологическая ситуация

Рисунок 7 — Зависимость мощности А1 (см) от экологической ситуации лесного БГЦ и просеки

Условные обозначения к рисунку 5.1.4: ВПК — ветровальный почвенный комплекс, ПС - парцелла сосны, ПО - парцелла осинника, Экотон - граница между лесом и просекой, Сл_НП_1 - слабона-рушенные АИП с частично содранной дерниной, Сл_НП_2 — слабонарушенные АИП с рыхлением, Колея — углубления в почве, образованные под действием ходовых систем техники, ННС — почвы ненарушенного сложения, Дорога - уплотненный многократным действием ходовых систем уча-Ч сток, ЛП — лесная поляна, ПБ — парцелла березы.

На просеке ВЛ СВН наблюдается увеличение мощности гумусового горизонта на слабо нарушенных и не нарушенного сложения почвах, превышающее то, что наблюдается на лесной поляне (ЛП). По снижению мощности аккумулятивно-гумусового горизонта выделяются колеи и слабо-нарушенные почвы с частично срезанным дерновым и гумусовым горизонтами. В парцелле берёзы мощность А1 заметно снижается относительно лесной поляны и приближается к значениям мощности А1 слабонарушенных почв просеки. В области колеи наблюдается выдавливание горизонта ходовыми частями тяжелой техники. На дороге в центре просеки наблюдается довольно мощная серая прокраска, пространственно связанная с А1 на соседних с дорогой участках. При воздействии тяжелой техники на почву обнаружены 2 варианта нарушения со срезанием дернины: 1) с уплотнением, 2) с рыхлением. В первом случае мощность А1 меньше. Почвы бывших лесных полян ненарушенного сложения обладают наиболее высокими значениями мощности горизонта. Обращают на себя внимание высокие значения мощности А1 на лесной поляне и парцелле березы, но эти изменения вызваны тем, что двигаясь в том же направление дерново-подзолистые почвы сменяются на серые лесные.

Первичный процесс восстановления нарушенных морфологических поверхностей — заселение АИП травянистой растительностью. К 10-20 годам существования просеки в зависимости от глубины резекции почвы наблюдается задернение всех нарушенных участков. Средненарушенные участки зарастают равномерно. В результате по всей площади формируется дерновый слой толщиной 2-3 см. Поэтому восстановление этих участков не зависит от их площадных размеров, а определяется временем регенерации.

Очень крупные по площади сильнонарушенные участки долгое время остаются без изменений. Подготовительный период длится более 10 лет, когда не заметны какие либо изменения на этих участках. За это время по краю нарушения возникает уплотнение с большим обилием живых корней травянистой растительности. В последующем происходит резкая активизация дернового процесса, и нарушенный участок быстро покрывается дёрном мощностью 3-5 см. При формировании дернового покрова на АИП дернина развивается радиально от краев нарушенного участка к центру. При этом большой участок постепенно разбивается на множество мелких. А, множество мелких участков зарастают быстрее, чем один равный им по площади, что, собственно, является основным отличием в способе регенерации средне- и сильнонарушенных резектоземов. На участках иллювиального резектозема длителен подготовительный этап, но к 15 — 20 возрасту просеки с момента нарушения сложения происходит восстановление дернового горизонта на всей её поверхности.

С возрастом в АИП любой степени нарушения сложения мощность А[ увеличивается. Скорость увеличения мощности для сильнонарушенных участков за 20-летний период составляет 0,1-0,3 см/год. Для элювиальных резектоземов скорость развития дернового горизонта изменяется в широком пределе — от 0,1 до 0,35 см/год. Максимальное значение скорости объясняется наличием остатков фрагментов аккумулятивно-гумусового материала на отдельных нарушенных участках. Там, где такие фрагменты отсутствуют, скорость имеет минимальные значения. На чистых с поверхности элювиальных резектоземах скорость развития едва превышает 0,2 см/год. Процесс восстановления, оцениваемый по содержанию гумуса, наименее выражен в элювиальных резектоземах в связи с экспонированием на поверхности подзолистого горизонта, обедненного питательными элементами для растений. Для иллювиальных резектоземов отмечаются более высокое накопление гумуса по сравнению с элювиальным резектоземом, в то время как мощность дернового горизонта в первом случае меньше, чем во втором. Эти два факта — меньшее содержание гумуса и большая мощность аккумулятивно-гумусового горизонта — определяются большей рыхлостью элювиального горизонта относительно иллювиального.

В аккумулятивно-гумусовом горизонте элювиального резектозема после техногенного воздействия содержание оснований ЫагО и КгО снижается относительно естественного аналога ненарушенного сложения (различия достоверны при р<0,05). Это свидетельствует о выносе оснований в процессе формирования дернового горизонта в течение трёх лет после нарушения почв. Спустя 20 лет содержание оснований постепенно увеличивается за счет биогенных процессов, но не достигает того уровня, который наблюдается в окружающих почвах ненарушенного сложения.

При восстановлении резектозема иллювиального намечаются тенденции: а) в начальный период после нарушения естественных почв в дерновом горизонте содержание ИагО увеличивается относительно иллювиального горизонта естественных почв, б) в возрастном интервале 10-15 лет содержание Ма20, КгО уменьшается; г) затем через 20 лет с момента нарушения нарастает. Увеличение содержания КгО в гумусовом горизонте за 20-летний период регенерации почв, по-видимому, связано с его биогенной аккумуляцией при нарастании дернового процесса.

Наиболее отчетливо техногенное воздействие на мощность А2 проявляется в образованных при строительстве ЛЭП колеях (рис. 8). Наиболее мощный элювиальный горизонт наблюдается в почвах центральной части просеки и постепенно убывает в сторону леса. Второй максимум, что выделяется на кривой, приурочен к северной лесной части профиля. Наибольшие средние значения характерны для участка ветровальных педотурбаций. Максимальные значения мощности Аг наблюдаются в центральной части просеки (рис. 8, Б). Наибольшие значения мощности горизонта приурочены к ветровальному почвенному комплексу парцелле сосны. По-видимому, наблюдаемые флуктуации в центральной части просеки фиксируют следы лесных парцелл.

Очень низкие значения мощности Аг наблюдались на участках парцеллы осинника и экотона, куда складировалась нетоварная древесина при прокладке просеки. В парцелла березы находится на почвах с мощным гумусовым горизонтом, где Аг присутствует в виде пятен. Отмечаются высокие значения мощности Аг на дороге. Колеи и дороги вызывают неблагоприятное изменения водно-физических свойств почв (Сапожников и др., 1985). Если колеи, наблюдаемые на просеке, связываются с уменьшением линейного размера Аг, то на дороге в результате многократных сжатий формируется очень плотный Аг довольно крупных размеров.

На основе дисперсионного анализа влияния фактора времени (3-20 лет) на валовой химический состав резектоземов элювиальных для слоя 0-20 см установлено, что достоверные изменения (р>0,95) наблюдаются по содержанию Р2О5. Если в начальный момент после нарушения почв содержание окисла фосфора было значительно меньше, чем в естественных почвах, то через 20 лет его количество значительно возросло. Это говорит об активном развитии биогенных процессов накопления фосфатов в верхнем 20 см слое элювиального резектозема. Активно накапливается и двухвалентное железо, хотя различия достоверны только при р>0,90.

15 20 25 ЭО 37 42 47 52 Расстояние от соаарного края профиля, м

ПО Экотон НП Копая Дорога ПБ Экологии ситуация

А Б

Рисунок 8 — А) флуктуации мощности Аг (см) в лесу (0-15 м), на просеке (15 - 55) и лесной опушке с парцеллой березы (55-70), Б) изменение мощности Аг в зависимости

от экологической ситуации Условные обозначения: ВПК — ветровальный педокомплекс, ПС — парцелла сосны, ПО — парцелла осинника, Экотон — часть просеки на границе с лесом, НП — слабонарушенные почвы с рыхлением дернины, Колея — почвы со следами вдавливания ходовых систем тяжелой техники, Дорога — накатанный грунт в центральной части просеки, ПБ — парцелла березы.

Если валовой химический состав элювиального слоя резектозема мало изменился за 20 лет своего развития, то в иллювиальном горизонте уменьшилось содержание 8Юг, увеличилось А12Оз, соответственно уменьшилась величина молекулярных отношений 8Ю2/А12Оз, БЮг/ЯгОз.

Содержание окиси марганца снизилось, а магния возросло. Все отмеченные изменения достоверны при уровне значимости р>0,95 и указывают на тенденцию обогащения илом слоя 20-40 см.

В нижележащем слое 40-60 см наблюдается другое явление - увеличение молекулярного отношения за счет снижения содержания AI2O3, уменьшение потери при прокаливании и содержания кристаллизационной влаги. С возрастом резектозема молекулярное отношение SiCVAhCb увеличивается. Все эти изменения достоверны и указывают на возможность миграции ила из данного слоя (Белоненко, Ивашина, Котвицкий, Мирошниченко, 1996). Так как верхний элювиальный горизонт резектозема обеднен илом, то в резектозме элювиальном происходит перераспределение ила в слое 20-60 см.

Стратолиты развивается по типу дерновых почв, без признаков подзолистого процесса. Накопление SiC>2 в дерновом горизонте, сопровождающееся выносом полуторных окислов, объясняется разрушением первичных минералов, содержащих магний, и выносом продуктов разрушения в слой 10-20 см. В этом слое отмечено резкое снижение величины молекулярного отношения S1O2/AI2O3 относительно исходного грунта.

Изучение антропогенно-измененных дерново-подзолистых почв позволило установить быструю реакцию на изменение их сложения, которая сопровождается изменением соотношения двух-, трехвалентных форм общего железа. Распределение общего железа подчиняется нормальному закону распределения случайной величины (ср. зн. = 2,55±0,09, ст. откл. =0,31, п=44). Суммарное содержание железа (Fe) в профиле дерново-подзолистых почв ненарушенного сложения, окружающих просеку ЛЭП, изменяется с характерным локальным минимумом в элювиальном горизонте в пределах от 2-3,5% на абсолютно сухую навеску.

Сразу же после нарушения почв наблюдается снижение содержания РегОз, а количество двухвалентного железа возрастает относительно естественных почв, что связано с увеличением гидро-морфизма почв просеки и процессами поверхностного оглеения. Наиболее значительные изменения содержания трехвалентного железа отмечаются в профиле иллювиального резектозема.

К двадцатилетнему возрасту резектозема соотношение Fe2+ и Fe3+ стабилизируется. Изменения в резектоземе направлены к восстановлению такого соотношения окисленных и восстановленных форм железа, какое наблюдается в дерново-подзолистых почвах. Угол наклона зависимости характеризует пространственную напряженность окислительно-восстановительных процессов в почвах. Наибольшая напряженность наблюдается в резектоземах 3-летнего возраста и уменьшается в ре-зектоземах 20-летнего возраста, приближаясь к положению в почвах ненарушенного сложения.

Таким образом, выделены факторы варьирования морфологических поверхностей аккумулятивно-гумусового горизонта в системе лесные поляны — просека ЛЭП. Обнаружено, что в различных почвенно-экологических условиях диапазон варьирования мощности, вызванный естественными причинами, перекрывает варьирование, обусловленное антропогенными нарушениями сложения, а восстановление средненарушенных участков происходит равномерно по всей площади, а сильнонарушенных импульсно и зависит от начальной площади нарушения. Установлено, что в антропогенно-измененных почвах наблюдаются сравнительно быстрые процессы восстановления морфотипа профиля, окружающих почв ненарушенного сложения лесного биогеоценоза.

6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Ю. Б. Виноградов (1988) писал: «Поскользнувшись на глинистом склоне, мы способны разрушить сразу до десятка стоковых элементов — крохотных ячеек, моделирующих нечто вроде водосбора». Но не только на поверхности почвы, но и внутри неё можно найти границы раздела сред, на которых возможно образование структур, вызывающих перераспределение потоков тепла, влаги, минеральных веществ.

A.B. Поздняков (1988) рассматривает процессы динамики рельефа как результат взаимодействия двух разнонаправленных явлений: денудации и выветривания. С одной стороны, увеличение порозности приводит к росту объема почвы, денудация рельефа поверхности почвы — к его сглаживанию, поступление пыли ведет к наращиванию элювиального слоя вверх, эрозии — к срезанию.

Представление о развитии географических поверхностей основывается на стремлении рельефа к некоторому равновесному положению (пенеплен), который характеризуется постоянным соотношением средних величин гипсометрических уровней и дисперсии (Торнес, Брунсден, 1981). При формировании рельефа макросклона наиболее молодые поверхности соответствуют вогнутым поверхностям основания склонов (Джеррард, 1984). Аналогичные явления наблюдаются и в масштабе рельефа поверхности почвы.

Педоморфологические поверхности - это все те границы, которые фиксируются при морфологическом исследовании и положение которых обозначено в пространстве. Границы горизонтов отражают максимально возможный объем выработанного минерального материала при неизменной интенсивности преобразования породы в почву и одинаковой эрозионной активности при условии, что рассматриваемая система — закрытая. В такой системе с течением времени наблюдается выравнивание поверхности почвы. Изменения настолько медленные, что в каждый момент времени система находится в равновесии с окружающей средой.

Формирование одних поверхностей обуславливает форму других, тем самым образуется система поверхностей, обладающая стабильностью при неизменности интенсивности воздействия факторов почвообразования. Любое плоское сечение морфологических поверхностей приводит к системе непрерывных непересекающихся поверхностей — изолиний, характеризующих одинаковые морфологические и физические свойства.

Для получения элементарных поверхностей исходная разделяется на части, модели которых гомеоморфны простым фигурам топологии. Основой классификации является выделение характеристических точек (ХТ), которые являются важным элементом морфоструктуры границ горизонтов, как в профиле, так и в плане. ХТ соединяются модельными структурными линиями (СЛ) (Ласточкин, 1996, 2002). Основываясь на принципах гомеотопии (Болтянский В.Г., Ефремович В.А., 1983), строятся выпуклые - вогнутые, симметричные - асимметричные профили поверхностей, которые являются основой типизации форм рельефа. На вертикальном срезе почвенного горизонта, прежде всего, прорисовывается профиль поверхности в плане. Затем отмечаются ХТ так, чтобы между ними вписывалась элементарная СЛ. Следовательно, ХТ является основой для фиксации СЛ и их типизации.

Структурные линии, соединяющие ХТ, представляют собой не только педоморфологические границы главных «картируемых» единиц — элементарных поверхностей, но и оконтуривают приуроченные к этим элементам морфологически однородные участки, что имеет ключевое значение выявления дискретности внутрипочвенного пространства. Элементарные морфологические поверхности по относительному вертикальному положению могут быть разделены на следующие типы: плосковершинные бугры, гребневые верхние поверхности, склоновые поверхности, килевые уступы, воронки и т.д. Совокупность характерных точек, структурных линий, элементарных поверхностей образует характерные трехмерные структуры рельефа внутрипочвенных морфологических поверхностей. Для типизации морфологических поверхностей можно воспользоваться полной группой, предложенной А. Н. Ласточкиным (2002).

По мнению В. И. Бондарь, М.Н. Строгановой (1979) неоднородность является «важной особенностью почв подзолистого типа», которая наблюдается на макро-, мезо- и микроуровнях, выраженная варьированием «в широких пределах морфологических, физических и химических свойств их верхних горизонтов (А), А1А2, Аг, А2В)». В морфологии почв полезным оказалось понятие «морфон», введение которого обосновано Э.А. Корнблюмом (1975), а в последующем Б.Г. Розановым (1983, 2004), рассматривающего почву как вертикально и радиально анизотропный объект. Э.А. Корнблюм определил морфон как «наименьший морфологически однородный объем почвы, выделяемый в пределах генетического горизонта».

При увеличении скважности некоторого объема почвы в результате почвообразования увеличение объема происходит в разные стороны неодинаково, так как радиальное движение вызывает сопротивление соседних объемов грунта. Уравновешивание радиальных напряжений в почве происходит в цикле увлажнения — высыхания, когда при набухании — усадки механически функционирует ВТС, что способствует как радиальной, так направленной вверх разрядке возникших напряжений. Это положение совпадает с концепцией экологически равновесной плотности почвы (Дмитриев и др., 1993, 2001). Установление этой плотности должно выражаться в изменении фор-

мы границ почвенных горизонтов при отсутствии активной плоскостной или линейной эрозии. Частицы твердой фазы упруго взаимодействуют друг с другом в соответствии с весом вышележащего слоя. Срезание слоя с поверхности влечет изменение давления и изменение плотности. При изменении плотности в результате почвообразования должны происходить изменения геометрических размеров границ почвенных горизонтов (Розанов, 1983). Если с поверхности срезать слой, то давление в почве изменится на величину веса срезанного слоя (АоА') (рис. 9, а). Снижение давления вызывает увеличение объема (Рау1з-МоП1оск, 1998). При вертикальной разрядке напряжения изменении объема произойдет и поверхность почвы поднимется до уровня А относительно глубины срезания А'.

Рисунок 9 — Схема эффектов на вертикальном срезе почвенного горизонта: а) декомпрессии поверхности (А) при резекции части горизонта АоА'; б) поднятием вверх поверхности АА1 при углублении нижней границы горизонта (ВВ1).

На рисунке 9, б показано увеличение мощности горизонта в случае углубления нижней границы, которое осуществляется за счет почвообразующих факторов и агентов в результате саморазвития, действие которых направлено вниз по нормали к поверхности. При условии равной интенсивности почвообразования по всей поверхности почвы границы горизонтов должны изменяться согласованно с изменением поверхности. Всякие отклонения обусловлены литологической неоднородностью состава или строения почвы.

Локальное присутствие неоднородности нижележащих пород, относительно рассматриваемого горизонта, осложняет ситуацию. Это способствует локальному развитию почвообразования на большую глубину, что вызывает формирование языковатой границы на вертикальном срезе, тогда с некоторой величины мощности нижней границы горизонта следует ожидать увеличение возрастании верхней. Рассмотрим линейную модель вертикального среза почвенного горизонта, где А, Аь В, В] - пространственное положение границ (рис. 9, б), где АА1 - верхняя граница и ВВ1 — нижняя. АВ и А1В1 являются мощностью слоя (см), а также линиями, по которым проводятся измерения. Расстояние между измерениями равно ДХ. Изменения мощности (ДМ = А1В1—АВ) выразится через увеличение глубины ДН1 нижней границ и высоты верхней (ЛН2): ДМ = ДН2 + ДНь В почвах обычно выполняется условие ДН1 > ДНг. Если происходит увеличение глубины границы (ВВ1), то при отсутствии эрозии появляется дополнительная площадь ДААГА1 равная увеличению скважности. Коэффициент рыхления (Кр) при углублении границы равен отношению ДН2/ДН1.

Объем слоя при пересчете на единицу площади поверхности пропорционален его мощности. Для упрощения модели положим, что в пределах слоя плотность везде одинакова, тогда при отсутствии эрозии поверхности углубление нижней границы слоя должно сопровождаться увеличению мощности на долю образовавшихся пор, что ведет к увеличению высотного уровня рельефа поверхности почвы. Мощность можно рассматривать как интервал, верхний конец которого может срезаться эрозией, что уменьшает размер интервала, не изменяя положения нижней границы. Углубление нижней границы при почвообразовании сопровождается увеличением всего интервала и изменяет рельеф поверхности.

Б.Г. Розанов (1983) сравнивает почву с тестом, поэтому поднятие границы на рисунке 10, как в случае (а), так случае (б), вызвано изменением расстояния между частицами твердой фазы. Увеличение объема и поднятие поверхности горизонта вызывает согласованное изменение положения его верхней и нижней границ, но если присутствует неоднородность сложения почвы, то локально возникнет противофазное изменения верхней и нижней границ. И в том и другом случае границы горизонта пространственно сопряжены. Несопряженное изменения границ происходит в том случае, когда мощность горизонта велика и возникшее увеличение скважности компенсируется локальным уплотнением материала вышележащего слоя. Тогда, изменения плотности не достигают поверхности горизонта (тип III) и, соответственно, не происходит изменение формы рельефа поверхности почвы. Максимальные значения мощности Ai характерны для аномально высоких бугров. В этом случае нижняя граница теряет свою ведущую роль и формировании мощности обусловливается высотой бугра на поверхности почвы. Границы в этой крайней позиции сопряжены по типу I, так как под бугром граница Ai поднимается кверху. Мощность горизонта во много раз больше языков на границе, так что изменения на поверхности не происходит при углублении границы. Следовательно, при максимальных значения мощности горизонта границы не сопряжены (тип III).

Если рассматривать формирование аккумулятивно-гумусового горизонта, то можно заметить, что минимальные значения мощности наблюдаются на возвышенностях и депрессиях поверхности почвы (рис. 5). Эта ситуация обусловлена постоянным обновлением поверхности лесной почвы за счет биомеханических педотурбаций с образованием комплекса бугор — западина. В данных природных условиях в (нано) западинах складывается неблагоприятный комплекс условий для формирования Аь С увеличением высотных отметок и приближением к плоскости планарной регрессии (нулевые отметки) увеличивается мощность горизонта до величины 6 см. Эти изменения вызваны нарастанием корней злаков у поверхности почвы при формировании выпуклой поверхности дернины. Дальнейшее увеличение мощности аккумулятивно-гумусового горизонта связано с углублением нижней границы, а возрастание высотных отметок рельефа вызвано сопряженностью морфологических поверхностей.

В работе Ю. Н. Благовещенского, В. П. Самсоновой (2001) приведены значения мощности гумусового горизонта на разновозрастных отвалах вскрышных пород. При увеличении мощности горизонта на старых отвалах должны наблюдаться критические значения, начиная с которых сказывается присутствие неоднородностей сложения, вызывающих увеличение рельефа поверхности почвы за счет углубления нижней границы Аь Для грунтов отвала вскрышных пород 150-летнего возраста критическая точка должна наблюдаться при мощности 9,4 см. Это значит, что дальнейшее увеличение мощности горизонта возможно с использованием литологической неоднородности. При усадке грунта должна образоваться трещинная сеть, но в работе не указано ей наличие. Если бы в работе был проведен анализ не только мощности Аь но и варьирования поверхности почвы, то ценность её была бы существенно выше, с точки зрения возможности выявления причины регулярной цикличности изменения границы Аь При условии, что грунт отвала литологически однороден, переход от согласованного изменения границ к противофазному должен отсутствовать. Регулярно циклическое колебание границ горизонта связываются Ю. Н. Благовещенского, В. П. Самсоновой (2001) с деятельностью дождевых червей, но прямые доказательства отсутствуют. В таких случаях следует исключить влияние вертикальной трещинной сети на форму границ горизонта и мощность. Для выяснения этого обстоятельства достаточно сделать один горизонтальный срез на отвалах вскрышных пород 150 летнего возраста.

Осуществив горизонтальные срезы на разных уровнях, В. И. Бондарь, М.Н. Строганова (1979) обнаружили, что под торфяной подстилкой наблюдается бугорково-полигональный рельеф поверхности супесчаного подзола, сформированный благодаря наличию ВТС. Глубокие воронки приурочены к узлам вертикальной трещинной сети почвы. Судя по распределению морфонов на горизонтальных срезах, в основе бугра лежит приподнятая граница иллювиального горизонта, которая фиксируется в виде морфона АгВ на уровне 25 см глубины и Bi на глубине 40 см. Учитывая специфические формы рельефа, возникающие при формировании минеральных кочек водяники на альфегумусовых подзолах, можно заключить, что гранулометрический состав является важным фактором, определяющим морфоструктуры поверхности почвы.

В материалах X международного конгресса, проходившего в Москве, опубликована работа О. В. Таргульяна с соавторами (1974), где подробно рассмотрена вертикальная трещинная сеть иллювиального горизонта дерново-палеоподзолистой почвы с использованием стенки траншеи и горизонтальных срезов шириной 1 м. Горизонтальный срез позволил изучать не только профильную, но и радиальную организацию почвы. Морфометрическая обработка горизонтальных срезов дерново-подзолистых почв впервые проводилась в Малининском лесничестве (Шоба и др., 1976). На основе вертикальных и горизонтальных срезов установлено, что морфоны верхних горизонтов проникают глубоко вниз, морфоны нижних можно обнаружить уже на глубине 10-15 см (Бондарь, Строганова, 1979). Трещинная сеть название достаточно условное, так как в виде открытых щелей их можно наблюдать только в очень сухой сезон на открытых участках (не в лесу), и случается это достаточно редко. Более правильное название — линеаменты — термин, используемый в геоморфологии. Трещина шириной 1-3 см — это линейно протяженный объем почвы, пересекающий один или несколько горизонтов, и во всех случаях различима граница, отделяющая ВТМ по цвету, или структуре, или плотности, или гранулометрическому составу, возможно по всем морфологическим свойствам. ВТС заполнена внутритрещинной массой (ВТМ), имеющей состав, структуру и строение отличное от того, что вне трещины. Часто трещины различаются по цвету, что позволяет их легко диагностировать. Обычно изменениям подвержен околотрещинный материал, что позволяет предполагать радиальный профиль от центра отдельности к центру трещины.

Вдоль трещин развитие гумусового горизонта протекает активней, так как трещины (а это места разрядки внутрипочвенных напряжений) имеют меньшую плотность, что дает возможность корням травянистой растительности осваивать на этой глубине почву. Различия в плотности ВТМ и горизонта Аг достоверны по критерию Стьюдента при р>0,95. Отбор проб на определение влажности, проведенный в самый засушливый период лета показал, что ВТМ всегда влажнее относительно центральной части ОТС (при р>0,95), как в лесу, так и на просеке.

В. И. Бондарь, М.Н. Строганова (1979) отмечают, что на дерново-подзолистых почвах Центрально-лесного государственного заповедника (ЦЛГЗ) наибольшее количество высекаемых трещинами отдельностей (контуров) наблюдается на границах переходных горизонтов А1А2, А2В. В верхней части профиля на границе горизонтов А|Аг и Аг выделяется 23-38 отдельностей. Средняя площадь контуров оказалась равной 340 - 380 см2. Наблюдения, проведенные на дерново-подзолистых почвах Ломачевки, показали в самой верхней части профиля на границе между А) и Аг количество отдельностей составило 44, средняя площадь — 227 см2, верхней части Аг - 24 со средней площадью — 417 см2. Можно предположить, что площадь сечения этих образований должна зависеть от гранулометрического состава и объемных сил расширения сжатия при замерзании — оттаивании, увлажнении — высыхании. Но получается, что на этих территориях площадь сечения ячеек одинакова в пределах ошибки измерения, не смотря на различия гранулометрического состава элювиального слоя: в ЦЛГЗ — легкосуглинистый состав, а в Ломачевке — тяжелосуглинистый.

На мощных подзолах ЦЛГЗ показано, что крупные вертикальные магистральные каналы обозначены под подстилкой воронками диаметром 20-30 см, повторяющиеся в пространстве через 6080 см. Магистральные каналы соединяются сетью трещин, которые ограничивают вертикальные грани полигонов. Ширина трещин на глубине 10-30 см в Аг составляет 3-6 см, а на глубине 60-80 см в В1 — 0,5-1,5 см. В местах соединения вертикальных трещин формируются воронки на морфологических поверхностях горизонтов элювиального слоя.

Происхождение их в России традиционно связывают палеокриогенезом (Таргульян и др., 1974), в зарубежной литературе — набуханием и сжатием (Боул, Хоул, Мак-Крекен, 1977). В. И. Бондарь, М.Н. Строгановой (1979) делают предположение, что полигональная трещиноватость «присуща всем почвам элювиального типа». Проведенное в п. Ломачевке изучение вертикального и горизонтального строения тела дерново-подзолистой почвы подтверждает это предположение, не смотря на значительную географическую удаленность объектов исследования.

Рассматривая рисунок ВТС, обнаружено, что он изменяется при движении от ствола к лесной поляне. Подсчитывая количество соседей, имеющих общую границу с рассматриваемой отдельностью оказалось, что пятигранников наибольшее количество, чуть меньше 4-гранных фигур. В

объеме почвы около комля трещинная сеть фактически отсутствует или имеет вид треугольных призм. При движении от ствола к периферии проекции кроны площадь сечения ОТС возрастает.

Таким образом, трещинная сеть изменяет форму и размеры под механическим воздействием деревьев. Эндогенные факторы развития морфологических поверхностей обусловлены вертикальным и горизонтальным перемещением почвенных масс в результате А) формирования аккумулятивно-гумусового горизонта, Б) дифференциации пород в циклах увлажнения-высыхания, промораживания-оттаивания, дезагрегации-агрегации; В) роста корней древесной растительности; Г) деструкции древесины корней ветроломов и вывалов; Д) роста дернин травянистой растительности и формирования дернового горизонта. Эндогенные факторы вызывают изменение объемной массы почвы и образование возвышенностей, складок, депрессий.

При изучении модели формирования морфологических поверхностей аккумулятивно-гумусового горизонта на лесных полянах и просеке выделено три фактора биомеханической природы, определяющие на 83,4 % варьирование морфологических поверхностей аккумулятивно-гумусового горизонта в лесных экосистемах.

Джонатан Филлипс и Даниэль Марион (2004) обосновали концепцию самоусиливающего влияния деревьев на почву с обогащением питательными элементами своего места обитания (БЯРГГ). Аналогичный морфолитогенез с ЗЛРГГ протекает на дерново-подзолистых почвах со вторым гумусовым горизонтом в южно-таёжных лесах. Лесная парцелла многократно преобразует одно и тоже место обитание, элювиальный слой обогащается биофильными элементами, обедняя подстилающие породы, тем самым увеличивают плодородие местоположения для существования будущих поколений деревьев, инициируя метаморфоз элювиального слоя почв. Экзогенные (климато-генные) факторы воздействуют на парцеллу, организуют потоки биогенных элементов питания и энерго-, массообмен, дополнительно создает биомеханические эффекты передвижения фрагментов пород, вытесняя минеральный материал горизонтов почвы от места произрастания дерева к периферии проекции кроны. Морфологические изменения почвы возникают также в результате воздействия дерева через опад, корневые выделения, перераспределения кроной, подстилкой экзогенных факторов микроклимата. Создается специфический рельеф поверхности почвы и строение элювиального слоя.

После гибели эдификатора в почве формируется след лесной парцеллы (СЛП), который может иметь специфические черты, обусловленные ветровальностью (ВПК) или ветроломностью. Пере-гнивание комля и опорных корней дерева вызывает развитие мощных дернин травянистой растительности, формирующей специфический дерновинный рельеф. Дернины корнями растений закрепляют возвышенности, что обуславливает существование артефактных бугров.

Внутрипарцеллярная почва, проходя через многократные циклы разнообразных воздействий, приобретает отличительные морфологические черты от исходной почвы. Биомеханические вытеснение почвенного материала в процессе роста, а затем разложение якорных корней дерева вызывает локальное увеличение глубины границы и мощности элювиального осветленного горизонта. Разложение опорных и якорных корней дерева провоцирует увеличение интенсивности серой окраски и мощности ВГГ. Эти отличия могут являться предметом исследования и характеризуют непростые взаимоотношения между растительностью и почвой.

Рассматривая вариабельность границ почвенных горизонтов следа парцеллы (Блок Б), выделено 5 факторов, вызывающих формирование морфологических поверхностей. Из них 3 - наиболее значимых. Воздействие фактора 1 вызывает вытеснение комлем дерева почвенного материала, охватывает весь элювиальный слой и выражается в увеличении его мощности (г=0,94), углублении границ горизонтов: АгВ (г = -0,86) и второго гумусового горизонта (г=0,69) (рис. 10).

Границы почвенных горизонтов измеряются относительно плоскости планарной регрессии поверхности почвы, поэтому имеют отрицательное значение и чем глубже, тем меньше значение. Поэтому отрицательное значение коэффициента корреляции указывает на углубление границы горизонта. Отрицательное значение коэффициента корреляции по отношению к мощности отражает её сокращение. Следовательно, положение приствольного участка отрицательно сказывается на мощности аккумулятивно-гумусового горизонта.'

Рисунок 10 - След непосредственного воздействия ствола и комля дерева (фактор 1) на элювиальный слой почвы * ■

При росте диаметра комля дерева происходит вытеснение минерального материала переходного горизонта. Так как радиальному движению оказывает сопротивление окружающая почва, то возникает восходящее движение материала АгВ снизу вверх и вытеснение А2, А1 (рис. 11).

элювиального слоя почвы

Результатом является формирования прикомлевого валика. После деструкции древесины на месте комля образуется воронка. Нижняя граница ВГГ фактически повторяет изменение формы верхней поверхности иллювиального горизонта. При этом, чем больше мощность вмещающего горизонта (АгВ), тем больше мощность ВГГ. Вблизи приствольного участка и на месте мощных опорных корней наблюдается выдавливание верхней поверхности иллювиального горизонта. Границы горизонтов элювиального слоя пространственно взаимосвязаны так, что мощность переход-пего и вышележащих горизонтов выравнивает литологическую неоднородность верхней границы В,. Можно представить, как очень неровная поверхность покрывается «одеялом» так, что общие черты неровности остаются, а детали сглаживаются. Если рассматривать весь иллювиальный слой, то заметна та же картина, общий наклон и кривизна иллювиального горизонта отражаются на по-

верхности почвы, рельеф которой усложняется за счет деятельности биогенных и климатогенных факторов.

Характерной особенностью почвенного покрова кряжа является присутствие на склонах почв со вторым гумусовым горизонтом (Петров, 1937; Кузнецов, К.А., 1951). Морфологически второй гумусовый горизонт имеет различное положение в профиле и различную выраженность и мощность. Второй гумусовый горизонт был описан Д.Н. Дранициным, собравшим обширный материал о почвах Западной Сибири. P.C. Ильин (1929) отмечает в дерново-подзолистых почвах со вторым гумусовым горизонтом (A2h) Нарымского края, что при увеличении мощности A2h наблюдается увеличение мощности второго подзолистого горизонта А2/В, находящегося под ВГГ (индексы горизонтов даны по P.C. Ильину). В почвах п. Ломачевка корреляционная взаимосвязь мощности ВГГ и А2В составляет 0,70 при р<0,05, что подтверждает интуитивное предположение P.C. Ильина о взаимосвязях границ этих горизонтов.

Фактор 3 отражает выраженные процессы элювиирования, протекающие вдоль ВТС, вызывающие сокращение мощности ВГГ (рис. 13). При переходе от приствольного участка к периферии проекции кроны проявления фактора 3 усиливаются. В точках наиболее удаленных от приствольного участка вдоль трещин происходит полная отмывка серых пятен ВГГ и увеличение интенсивности белесой окраски.

Рисунок 13 - Фактор деградации второго гумусового горизонта вдоль трещин элювиального

слоя

Снятие дерева и последующая деструкция древесины комля с образованием на его месте воронки ведет к снятию напряжения в элювиальном слое и вызывает развитие языков гумусового горизонта вдоль трещин до второго гумусового горизонта, что ведет к увеличению интенсивности серой окраски и мощности ВГГ при приближении к месту, где находился пень. Исследования посадок сосны 16-летнего возраста выявили дифференциацию в развитии и увеличение продуктивности при приближению к месту, где находятся остатки пня (Van Lear et al.'s, 2000). В определенных ситуациях деструкция древесины комля и опорных корней может является одним из способов формирования второго гумусового горизонта в Южной тайге Западной Сибири на тяжелосуглинистых и глинистых почвах. По-видимому, следует признать множественность способов его формирования. Тяжелый гранулометрический состав снижает вероятность ветровала и увеличивает склонность деревьев к ветролому. При ветроломе нижняя часть дерева остается в почве, что приводит к деструкции большей массы древесины и образованию полостей, которые используют корни лесо-лугового разнотравья для проникновения в глубь почвы по ВТС до верхней границы ВГГ. Верхняя и нижняя морфологическая поверхность и мощность ВГГ обладают высокой пространственной вариабельностью и зависят от экологических факторов, что делает возможным рассматри-

вать метаморфозы деградации и реградации ВГГ как одинаково возможные и приобретающие определенную направленность только в конкретных почвенно-экологических условиях.

Наблюдения, проведенные с помощью трехмерной морфометрии границ горизонтов дерново-подзолистых почв, и, исходя из анализа пространственного строения элювиального слоя, оказалось, что на месте ствола сосны формируется мощная дернина. Каналом, по которому происходит пространственное соединение основного и второго гумусового горизонтов, является ВТС. В местах их соединения мощность ВГГ значительно возрастает за счёт сокращения мощности Аг и постепенно убывает пределах проекции кроны. При пространственном контакте Ai и ВГТ через ВТС наблюдается увеличение мощности ВГТ и интенсивности серой окраски, особенно вблизи ВТС.

Почвенный покров подтрассовой территории ЛЭП-500 кВ за 20 - летний период развития адаптируется к новым условиям (Головенко, 1985). Изменения морфологических и физико-химических свойств АИП начинаются сразу же после прекращения действия неспецифического фактора строительства ВЛ СВН (Трофимов и др., 1989, Федоров и др., 1997; Кириллова, 1997). Развитие мощности дернового горизонта к 15-летнему возрасту АИП стабилизируется и переходит в состояние постепенного гумусонакопления (Крупская, 1994; Кузнецова, Турбанова, 2000). В связи с образованием дернины на средне- и сильнонарушенных участках и травянистого покрытия просеки визуально достаточно трудно определить наличие антропогенно-измененных почв. Переменный режим увлажнения и тяжелый гранулометрический состав почв вызывает образование глубоких трещин, после их высыхания. Трещинная сеть создает специфику движения воды и минерального субстрата при промачивании сухих почв ливневыми дождями (Kneale, White, 1984).

Техногенной деградации почв уделяется пристальное внимание (Гаджиев, и др., 1992; Лебедева, Тонконогов, 1998; Лобовиков, Скроцкий, 1996, Панькив, 1997, Невидомская, 2004). В первые годы после строительства ЛЭП-500 кВ земли подтрассовой территории можно отнести к деградированным. На основе изученных почв с нарушением сложения на просеках подтрассовых территорий ВЛ СВН выделено два типа регенерации. Первый тип касается элювиальных резектоземов с остатками на поверхности аккумулятивно-гумусового горизонта. Заселение растительностью происходит быстро. Преобладает сорная растительность, семена которой распространяются ветром (Кирпотин, 1985). Постепенно в процессе естественной регенерации деградированных земель просеки происходит равномерное заселение всей поверхности, подверженной резекции. После этого на 5-10 год существования просеки ВЛ СВН вегетативно подвижная злаковая растительность внедряется, создавая дерновый слой 2-3 см. Но через 15-20 лет почвы на этих участках по морфологии не отличаются от лесных. Т.е., за период 10-15 лет с момента нарушения почвенного покрова происходит частичное восстановление земель нарушенного сложения подтрассовой территории.

Второй тип свойственен только сильнонарушенным почвам с частичной резекцией профиля (иллювиальным резектоземам). Из-за высокой плотности иллювиального горизонта эти почвы неблагоприятны для семенного и затруднительны для вегетационного способа восстановления растительности. Небольшие (3-10 м2) рытвины с резекцией до иллювиального горизонта назовем по-дёром. Их задернение происходит от бортов, которые длительное время (7-15 лет) восстанавливаются и подготавливаются к регенерации всего подера. Дернина приобретает специфическую форму с уплотнением корней злаковой растительности у основания по краю подера. По наблюдениям просеки на подерах дальнейшая регенерация дернового горизонта мощностью 3-5 см происходит в течение одного-двух сезонов. Таким образом, существует различие в характере восстановления почвенно-морфологических поверхностей дернового горизонта на средне и сильно нарушенных почвах. В первом случае регенерация происходит равномерно по всей площади, а во втором «заживление» начинается от краев и стягивается к центру нарушенного участка. Следовательно, восстановление множества мелких рытвин всегда происходит быстрее, нежели один равный им по площади.

Педотурбация почв выражается в перераспределении валовых форм окисленного и восстановленного железа в почвенном профиле. Этот процесс на тяжелых породах всегда сопровождается поверхностным переувлажнением и движением внутрипочвенной влаги вниз по склону, если таковой есть. Но временное избыточное увлажнение элювиального слоя всегда провоцирует переменный режим окислительно-восстановительных процессов (Корсунов, Ведрова, 1982). После снятия древесного яруса и строительства ЛЭП-500 кВ на просеке присутствует множество рыт-

вин, что создает условия для переувлажнения антропогенно-измененных почв (АИП) на подтрас-совых территориях (Львов, Плеханов, Хахалкин, 1984; Львов, 1986). Поэтому в почвах просеки в это время следует ожидать преобладание восстановительных условий. Затем, в процессе изменения всей экосистемы просеки с формированием луговых сообществ наблюдается тенденция к стабилизации режима увлажнения почв (Дедков, 1986).

Изучение особенностей процессов восстановление АИП показывает, что поверхностное и грунтовое глееобразование проявляются как взаимосвязанные процессы. В цикле первичного восстановления элювиального резектозема от нарушенной поверхности до покрытой дерниной наблюдается увеличение валового содержания закиси железа в верхней части профиля на месте гумусового горизонта и пропорциональным его снижение в нижней — зоне почвенно-грунтового оглеения.

Хорошо известно, что почвы карьеров нарушенного сложения развиваются по зональному типу почвообразования, их аналоги можно найти среди окружающих почв (Трофимов и др., 1985). То же самое наблюдается и в случае ветровального педокомплекса (Скворцова, 1983; ВасенСв, Тар-гульян, 1995). В случае частично нарушенных почв подготовка окислительно-восстановительных условий профиля экспонированных поверхностей резектоземов протекает в течение 3 лет, а затем почвенная система восстанавливается, стремясь достичь своего морфотипа, существовавшего до нарушения, как наиболее устойчивого по отношению к факторам почвообразования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование сопряженности поверхностей почвы и горизонтов, позволяет сделать вывод, что саморазвитие почв протекает при последовательном формировании горизонтальных и вертикальных морфоструктур. Вертикальные почвообразующие процессы «вырабатывают» радиальную неоднородность, достигая экологически равновесной плотности горизонта.

Концепция педоморфологических поверхностей строится на положении, что всякое развитие почвообразования вглубь происходит с использованием радиальной неоднородности сложения почвенного тела. В таком случае, вертикальная трещинная сеть элювиального горизонта является проводящим каналом, организующим сопряженность горизонтальных морфологических поверхностей горизонтов. Растущий комель дерева и корни вызывают радиальное смещение почвенных масс, создавая специфический рельеф поверхности почвы и внутрипочвенных морфоструктур. По отношению к морфологическим поверхностям воздействие корней растительности рассматривается как эндогенный фактор саморазвития почвы.

В биологии широко используются методы реконструкции мягких тканей на основе известной формы скелета. В целом, почвенные методы пространственной морфометрии направлены на реконструкцию поверхности почвы и горизонтов на основе взаимосвязей педоморфологических поверхностей элювиального слоя с положением верхней поверхности иллювиального горизонта, размеров и формы трещиноватости элювиального слоя окружающих почв. Последовательно реконструируя почвенно-морфологические горизонтальные поверхности снизу вверх, можно построить виртуальное тело и модельную дневную поверхность почвы, сформированные при идеальных условиях саморазвития. В результате появляется возможность реконструировать когда-то существовавшую поверхность почвы, от которой почвообразование началось. Присутствующие на поверхности почвы элементы, унаследованного рельефа «шипы — останцы», могут быть использованы в качестве реперов для верификации модели.

В результате экзогенных и биомеханических или антропогенных нарушений сложения происходят метаморфозы почвенного профиля, формирующие современную почвенно-морфологическую поверхность. Возникающая разница между реконструированной и естественной педоморфологической поверхностью в случае известного времени формирования рельефа, позволит достаточно обосновано оценивать морфогенез и сопряженную динамику рельефа и почвообразования от стадии молодой до климаксной почвы в лесных экосистемах.

лой (рес1оси1е). Педокула является минимальной по набору элементов педосистемой, обладающая всеми свойствами почвы, на которой она существует, и плюс специфическими чертами, позволяющими ей функционировать как самостоятельная система. Например, в результате метаморфозы педосистемы одни элементы, свойственные зональной почве, заменяются на другие (внутри-парцеллярные), тем самым формируется педокула сосновой парцеллы, устойчиво существующая в ряду поколений деревьев.

При интерпретации данного морфологического образования интерес представляет подход, предложенный Г.М. Миньковским (1995). По его мнению, почва — это «система морфоэлементов различного ранга, каждый из которых имеет свой индивидуальный ареал в физическом пространстве и гиперпространстве факторов, лишь в некоторой степени сопряжённый с ареалами других элементов...». При таком подходе в качестве объектов исследования могут быть педокулы со своими «экологическими нишами», специализациями и свойствами (меронами по терминологии Г.М. Миньковского), а окружающая почва предстаёт как среда их обитания. Почвенный ареал, также, является ареалом определенного типа педокул.

При строительстве линейных технических сооружений на неоднородность почвенного покрова лесного БГЦ, обусловленного разновозрастным парцеллярным морфолитогенезом, накладывается техногенная, обусловленная воздействием неспецифического фактора ВЛ СВН, которая складывается из комплексов разной глубины резекции и стратификации верхнего слоя. Возникает разрыв саморазвития почв. Высока длительность восстановления почвенного покрова просек. Учитывая то, что на просеках уже существует определенный фон почв естественного нарушенного сложения, то соответственно, техногенные нарушения почвенного покрова следует рассматривать как дополнительный фактор, изменяющий естественный баланс нарушенных и ненарушенных почв. Очевидно, что техногенные воздействия, обусловленные раскорчевкой, трелевкой, транспортировкой хлыстов следует минимизировать при строительстве ВЛ СВН, допуская нормы нарушения в объеме не превышающем ветровальные педотурбации, характерные для данной природно-климатической зоны и геоморфологических условий.

ВЫВОДЫ

1. Педоморфологические поверхности соответствуют морфонному и горизонтному уровням организации почвы и характеризуют морфологические особенности саморазвития почв.

2. Установлено, что на поверхности почвы присутствуют аномальные значения высотных уровней рельефа, выделяющиеся в виде плосковершинных бугров (шипов) и указывающих на разрыв саморазвития тяжелосуглинистых почв в результате биомеханических явлений.

3. В результате метаморфозы морфологических структур границ и самих горизонтов дерново-подзолистых почв лесных экосистем, а равно как и альфегумусовых подзолов на сиенитовых нефелинах, под дернинами многолетних растений формируются горизонтальные почвенно-морфологические поверхности, имеющие своеобразное трехмерной строение.

4. Сочетание климатогенных (экзогенных), биомеханических и почвообразовательных процессов вызывает формирование радиальной анизотропии морфологических свойств почв лесных парцелл, выраженной в закономерной изменчивости морфоструктур от периферии к центру лесной парцеллы.

5. Морфоструктуры обусловленные ростом корней дерева выражены в рельефе почвенно-морфологических поверхностей депрессиями, буграми, прикомлевым валиком и создают на периферии складки, возвышенности. В этом же направлении отмечено снижение мощности и интенсивности второго гумусового горизонта, площади сечения и формы ячеек, высекаемых ВТС. Сочетание ячеек ВТС разной формы изменяется в пределах проекции кроны дерева.

6. Морфогенез почвенно-морфологических поверхностей горизонтов в пределах парцеллы сосны имеет особенности, выраженные флуктуациями почвенно-морфологических поверхностей границ горизонтов (Аь Аг). Отмечена отчетливая тенденция увеличения мощности второго гумусового горизонта (ВГТ) за счет сокращения размеров Аг. При этом интенсивность серой прокраски ВГГ увеличивается от края к центру следа парцеллы.

7. Установлено, что короткопериодические изменения мощности Aj почв обусловлены положением вертикальной трещинной сети, поэтому формирование почвенно-морфологических поверхностей связывается с литологическими неоднородностями сложения элювиального слоя в виде системы сочетания ячеек вертикальной трещинной сети определенной формы, при этом, с глубиной снижается количество на единицу площади высекаемых трещинами отдельностей.

8. Формирование мощности аккумулятивно-гумусового горизонта сопровождается изменением почвенно-морфологических границ, причем изменения одной согласуются с другой до некоторого значения мощности (тип I), после которого углубление нижней границы вызывает поднятие верхней (тип II). Наиболее мощный Ai формируется на буграх, под которыми граница поднимается вверх, так что в этом случае границы сопряжены по типу I.

9. Увеличение мощности типодиагностического горизонта А2 сопровождается противофазным изменением верхней и нижней границ (тип И) до некоторого предела, после которого границы горизонта теряют сопряженность (тип III), и их изменения случайны при дальнейшем увеличении мощности.

10. Мощность переходного горизонта изменяется так, что наблюдается сглаживание неровностей залегания иллювиального горизонта, мощность серых прокрасок второго гумусового горизонта определяется изменением его нижней границы и мощностью вмещающего горизонта.

11. При восстановлении почв просеки ВЛ СВН наблюдаются флуктуации, обусловленные как неспецифическим фактором строительства объекта, так и структурой лесного биогеоценоза: положением полян, ветровальных комплексов, парцелл сосны и березы.

12. Залегание и мощность элювиального горизонта почв подтрассовых территорий унаследовано от лесного биогеоценоза и в следах парцеллы сосны может резко флуктуировать в размерах, что сочетается с техногенными воздействиями колеи и следов грунтовых дорог на просеке ВЛ СВН 20-летнего возраста регенерации почвенного покрова.

13. В почвенном покрове антропогенное воздействие при строительстве вызывает изменения почвенно-морфологических поверхностей. Воздействие тяжелой техники при строительстве ВЛ СВН формирует на подтрассовых территориях просек антропогенно-измененные почвы, наложенные на парцеллярную структуру почвенного покрова лесного БГЦ.

14. В результате саморазвития почвенного профиля антропогенно-измененных почв в первые 3 года после нарушения восстанавливается элювиально-иллювиальный морфотип по соотношению окисленных и восстановленных форм железа, а через 15-20 лет - аккумулятивно-элювиально-иллювиальный. При естественном восстановлении морфологических поверхностей педосистема стремится достичь своего морфотипа, существовавшего до нарушения сложения, как наиболее устойчивого состояния в данных природных условиях.

15. Отмечено различие в характере восстановления почвенно-морфологических поверхностей дернового горизонта на средне и сильно нарушенных почвах. В первом случае регенерация происходит равномерно по всей площади, а во втором «заживление» начинается от краев и стягивается к центру нарушенного участка.

16. Формирование вертикальной организации почвенного профиля осуществляется при различии в интенсивности почвообразования на неоднородностях сложения и состава почв в радиальном направлении, горизонтальная морфонная организация педосистемы строится на основе элементов, составляющих вертикальный профиль. Саморазвитие почвы складывается из причинно сопряженных вертикальных и горизонтальных почвообразовательных процессов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Захарченко A.B., Карташев А.Г., Тучак В.Н. Влияние Пе ЭМП ЛЭП на элементы биогеоценоза // Кишинев, Электронная обработка материалов, № 7. 1987. - С. 69-76.

Изерская Л.А, Воробьев С.Н., Захарченко A.B., Хахалкин В.В., Базанов В.А., Березин А.Е., Льготин Б.А. Ландшафтно-экологическая карта территории как основа мониторинга земель //Чтения памяти Ю.А.Львова, Томск, 1995. - С. 124-126.

Хахалкин В.В., Захарченко A.B., Нехорошев О.Г. Ландшафтно-экологический анализ территории стационара «Ломачевка», как натурной модели. // Вопросы географии Сибири, Вып. 23, Томск, 1999. - С. 225-236.

Хахалкин В.В., Захарченко A.B. Экспериментальные исследования по оценке влияния ЛЭП СВН и УВН на структуру ландшафтных систем. // География в Томском университете: итоги, проблемы, перспективы. Томск, 1999. - С. 124-126.

Захарченко A.B. Классификационное деление почв с частичной резекцией профиля и насыпными горизонтами. // Труды III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июня 2000 г. г., Суздаль). М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2000. Кн. 1, - С. 1314

Захарченко A.B. О морфологических особенностях профиля антропогенно-измененных почв// Томск, ТГУ, матер, межд. науч. конф. // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель, т. 1,2001.-С. 139-141.

Захарченко A.B. Педотурбированные и антропогенно-измененные почвы // Томск, ТГУ, матер. межд. науч. конф. //Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель, т.1, 2001. -С. 142-144.

Захарченко A.B., Росновский И.Н., Кулижский С.П. 3-мерная морфометрия почв как основа концептуального моделирования их физического состояния / Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. Сб. тр., М. 2003. — С.9-12.

Захарченко A.B., Росновский И.Н., Кулижский С.П., Габец О.И. 3-мерная морфометрия фи-тогенных образований в почвенном объеме методом последовательных вертикальных срезов/Сб. науч. тр. Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибири. Томск, 2003. — С.142-151.

Росновский И.Н., Кулижский С.П., Захарченко А. В., Копысов С.А. Моделирование влияния антропогенных воздействий на водный режим и гидрофизические свойства лесных почв // Вестник Томского государственного университета. Приложение 8, 2003. — С. 191-197.

Захарченко A.B. Метод изучения формы границ почвенных горизонтов в трехмерной системе координат. Вестник ТГУ. Информационный бюллетень № 30. 2004. - С. 58-69.

Захарченко A.B., Росновский И.Н., Кулижский С.П. Трехмерное моделирование гидрофизических свойств лесных почв. // Труды IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск, 2004. - С. 462.

Захарченко A.B. Экологические проблемы формализации тополого-морфологических поверхностей трехмерной почвы. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51). Естественные и точные науки. 2005.-С. 126-136.

Захарченко A.B. Естественное восстановление антропогенно-измененных почв. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51), Естественные и точные науки. 2005. - С. 136-144.

Захарченко A.B. Окислительно-восстановительные условия регенерации антропогенно-измененных почв нарушенного сложения. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51). Естественные и точные науки. 2005. - С. 144-151.

Захарченко A.B. Морфологические особенности нанорельефа поверхности дерново-подзолистых почв лесных биогеоценозов. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51). Естественные и точные науки. 2005. - С. 118-126.

Захарченко A.B. Модель масштабно инвариантной экосистемы. // Лесопользование, экология и охрана лесов: фундаментальные и прикладные аспекты, 2005. — С. 229-231.

Изерская Л.А., Захарченко A.B., Цыцарева Л.К. Эколого-экономический ущерб техногенного нарушения лесных почв. Вестник ТГУ. Приложение, № 15. 2005. — С. 267-268.

Росновский И.Н., Кулижский С.П., Захарченко A.B. Общие принципы методологии математического моделирования устойчивости лесных почв к воздействию лесозаготовительной техники. Вестник ТГУ. Приложение, № 15. 2005. - С. 155-157.

Захарченко A.B., Захарченко Н.В. Опыт трехмерного отражения поверхностей почвенных горизонтов в натурных исследованиях. Почвоведение, №2, 2006. - С. 153-160.

Государственное учреждение

«Центр по оказанию работ и услуг природоохранного назначения» при Государственном Комитете по охране окружающей среды Томской области Лицензия 221 ИД № 01800 от 15 мая 2000 г.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Захарченко, Александр Викторович

Введение

1. Теоретические и методические предпосылки в изучении формирова- 10 ния рельефа почвенно-морфологических поверхностей

2 Объекты и методы исследования

2.1. Физико-географическая характеристика района исследования

2.2. Ландшафт района исследований

2.3. Подтрассовая территория В Л СВН как объект исследования 30 I 2.4. Морфологические свойства и физико-химическая характеристика дерново-подзолистых почв

2.5. Методы исследования

2.6. Морфометрия педоморфологических поверхностей

2.7. Методики анализа пространственно распределенных данных

2.8. Химико-аналитический методы исследования

3. Результаты исследования, формирование поверхности почвы 56 4 3.1. Структура рельефа поверхности почвы

3.2. Артефактные высотные уровни поверхности почвы

3.3. Устойчивость поверхности почвы к экзогенным факторам 97 3.3.1 Формирование дернового горизонта

3.3.2. Изменения рельефа поверхности почвы при формировании дернины

3.3.3. Формирование морфологических поверхностей под влиянием осоки

3.3.4. Формирование морфологических поверхностей минеральных кочек водяники на ал ьфегумусовых подзолах

4. Пространственная сопряженность морфологических границ

4.1. Формирование почвенно-морфологических поверхностей аккуму- 124 лятивно-гумусового горизонта

4.2. Радиальная неоднородность строения элювиального слоя почвы

4.3. Формирование дернового горизонта антропогенно-измененных

4.4. Пространственная сопряженность морфологических поверхностей элювиальных горизонтов 149 5. Формирование морфологических поверхностей антропогенно-измененных почв

5.1. Регенерация аккумулятивно-гумусового горизонта АИП

5.2. Восстановление морфологических поверхностей элювиальных горизонтов 180 6 Обсуждение результатов

6.1. Морфологические поверхности почвы

6.2. Экзогенные факторы формирования педоморфологических поверхностей

6.3. Сопряженное формирование морфологических поверхностей

6.4. Вертикальная трещинная сеть элювиального слоя и горизонтальная неоднородность почв

6.5. Эндогенные факторы формирования морфологических поверхностей 227 6.6 Морфогенез АИП 239 Заключение 246 Выводы 249 Литература

Введение Диссертация по биологии, на тему "Пространственная организация и морфогенез лесных и антропогенно-измененных почв"

Актуальность исследования. Современная сельскохозяйственная техника, основываясь на информационных технологиях, может с высокой точностью, локально и направленно («точечное» земледелие) проводить внутри почвы специализированные технологические операции, имеющие агроэкологическую (мелиоративную) направленность воздействия. Проблема заключается в необходимости разработки методологии фиксации и отображения неоднородности строения и состава почв на малых дистанциях. Её решение призвана осуществить педометрика (Мешалкина, 2004). С другой стороны, необходима новая концепция, позволяющая проводить в трехмерной системе координат сравнительный анализ морфологического строения почвенных тел.

Концепция должна основываться на том, что почвенно-морфологическое пространство организовано таким образом, что каждому иерархическому уровню (Иванов, 2004) соответствует уровень неоднородности строения и состава почвы (Воронин, 1984; Розанов, 2004), влияющий на интенсивность и направленность физико-химических процессов. Присутствие неоднородностей обусловливает естественные границы раздела, а границы формируют поверхности. Между агрегатными и почвенно-географическими поверхностями располагаются морфонный, горизонтный уровни организации педосистемы (по Иванову, 2004), которые обладают своими специфическими поверхностями - морфологическими. Макро-, мезо-, микро- и субмикроуровни морфологии обладают преемственностью методов исследования (Шоба и др., 1999), что в равной мере относится к изучению форм рельефа педоморфологических поверхностей разного масштаба отображения.

Характер видимой поверхности почвы является важнейшим морфологическим показателем (Розанов Б.Г., 1983). Современные методы фиксации рельефа поверхности (microtopography) позволяют оценивать эрозионную активность микропотоков, геометрические свойства поверхности почвы, обусловленные физическими причинами (Favis-Mortlock et al., 2000; Govers et al., 2000; Planchón et al, 2001). Идея данного исследования заключается в использовании методов микротопографии при изучении поверхности почвы и горизонтов в трехмерной системе координат. Методология изучения морфологического пространства позволяет провести анализ пространственной сопряженности границ горизонтов элювиального слоя лесных почв на двух иерархических уровнях: горизонтном и морфонном. Переход между иерархическими уровнями организации педосистемы дает возможность выявлять причины пространственного варьирования морфологических свойств почв и регулярной цикличности их изменения в структуре почвенного покрова лесного биогеоценоза.

В рамках концепции педоморфологических поверхностей проблема сопряженности почвообразующих процессов почвенного профиля решается через поиск зависимостей положения границ морфоструктур. Микротопография и реконструкция морфологических поверхностей почвы в трехмерной системе координат предоставляют широкие возможности для фиксации морфоструктур и анализа явлений морфолитогенеза, возникающего под влиянием различных экзогенных и эндогенных почвообразующих факторов, участвующих в саморазвитии профиля.

Парцеллярная структура почвенного покрова лесного биогеоценоза достаточно подробно изучена (Карпачевский, 1977; Чертов, 1990), но часто исследования ограничиваются констатацией её присутствия, а механизмы формирования парцелл остаются за пределами исследовательских программ. Биомеханические эффекты в лесных почвах, вызывающие перемещения минеральных масс или частей почвенных горизонтов, или минеральных пород, также известны и изучены на морфологическом и вещественном уровнях (Васенёв, Таргуль-ян, 1995; Phillips, 1998; Van Lear et al.'s, 2000; Phillips, Marion, 2004, 2005).

Цель работы - изучить строение и пространственную организацию почвенного профиля, вертикальную и радиальную сопряженность почвообразую-щих процессов, участвующих в формировании горизонтов элювиального слоя лесных и антропогенно-измененных почв.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы и последовательно решены следующие задачи:

Выявить пространственные неоднородности морфологических поверхностей и их временные изменения на примере антропогенно-измененных почв нарушенного сложения техногенных земель.

Показано, что регулярная цикличность изменения морфологических поверхностей (языковатость) и физических свойств обусловлена присутствием вертикальной трещинной сети элювиального слоя. Размер и форма, количество граней ячеи ВТС изменяются в связи с парцеллярной структурой лесного биогеоценоза и прослеживаются в следах лесных парцелл в почвенном покрове просеки воздушной линии электропередачи сверхвысокого напряжения (ВЛ СВН). Размер ячеи увеличивается с глубиной от поверхности почвы до иллювиального горизонта.

Формирование границ горизонтов почвенного профиля протекает при условии вертикальной и радиальной сопряженности почвообразующих процессов. Показано, что выделяются 3 типы зависимостей положения между соседними морфологическими поверхностями горизонтов в почвенном профиле: согласный, противофазный, несопряженный. При формировании гумусового горизонта наблюдается переход от согласного изменения границ к противофазному, элювиального - переход от противофазного к несопряженному. В переходном горизонте изменение границ пространственно согласовано. Наблюдаются различия в способах формирования дернового, гумусового, элювиального, второго гумусового и переходного горизонтов. Сопряженное почвообразование характеризуется пространственными взаимосвязями верхней и нижней границ горизонтов, их мощности. Пространственные закономерности морфогенеза границ почвенных горизонтов различаются в различных почвенно-экологических условиях. Морфологические поверхности техногенной территории наследуют структуру лесного биогеоценоза, на которую «накладываются» антропогенно-измененные почвы (АИП) подтрассовых территорий BJI СВН.

Защищаемые положения.

1. Саморазвитие почвенного профиля элювиального слоя почв является результатом изменения морфологических поверхностей границ почвенных горизонтов, морфогенез которых обусловлен воздействием внешних (климат, рельеф, почвообразующие породы) и внутренних (почвообразование, литологиче-ская неоднородность, растительность) факторов.

2. Формирование почвенных горизонтов осуществляется через изменение положения морфологических поверхностей и выделяются три основных типа сопряжения верхней и нижней границ горизонта: верхняя следует за нижней (тип I), изменяются в противофазе (тип II), границы несопряженные (тип III). При увеличении мощности наблюдаются смены одного типа другим для горизонтов: А) аккумулятивно-гумусового - тип I - тип II, Б) элювиального - тип II - тип III, В) переходного - тип I.

3. При естественном восстановлении морфологических поверхностей пе-досистема стремится достичь своего морфотипа, существовавшего до нарушения сложения, как наиболее устойчивого состояния в данных природных условиях.

4. Формирование вертикальной организации почвенного профиля осуществляется при различии в интенсивности почвообразования на неоднородностях сложения и состава почв в радиальном направлении, горизонтальная морфон-ная организация педосистемы строится на основе элементов, составляющих вертикальный профиль. Саморазвитие почвы протекает в условиях последовательного формирования сопряженных вертикальных и горизонтальных педо-морфологических поверхностей.

Результаты работы реализованы в системе эколого-гигиенического нормирования ВЛ СВН, а также мероприятий по охране окружающей среды при строительстве высоковольтных линий электропередачи. Предложенные подходы к оценке пространственной неоднородности почв с естественной и техногенной причиной нарушения сложения могут иметь практическую реализацию при разработке систем экологического мониторинга, эколого-экономической оценки деградированных земель. Изученная вариабельность морфологических свойств на малых дистанциях позволяет наиболее ярко представить многоаспектную проблему взаимодействия в системе «ходовые системы техники - технология прокладки просеки - почвенно-морфологические поверхности - лесная экосистема».

Апробация результатов исследования. Результаты исследования докладывались на конференциях и симпозиумах: Всероссийской конференции «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения» Москва, 16-18 июня 1998 г.; III съезд Докучаевского общества почвоведов. Суздаль. 2000 г.; Современные проблемы почвоведения в Сибири, Томск, 2000 г.; Международная научная конференция «Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель». Томск. 2001; Всероссийской конференции «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» МГУ, 22-25 декабря 2003 г.; Международная конференция по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды «ЕЫУШОМШ-2004», г. Томск; IV съезд Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск. 2004 г.; III Всероссийская научная конференция «Современные проблемы почвоведения и оценки земель Сибири, посвященная 75-летию со дня основания кафедры почвоведения ТГУ, 2005.

Вклад автора в разработку проблемы. Автору принадлежит решение проблемы трехмерной реконструкции морфологического строения почвенного тела, разработка программы и методики трехмерной морфометрии, выбор объектов и сбор первичного материала. Собранный автором в экспедициях натурный материал использован к качестве основы для анализа пространственной неоднородности почв просеки ВЛ СВН и лесного БГЦ. Диссертационная работа выполнена в рамках программ по изучению физической неоднородности элювиального слоя почвы, которые осуществлялась на кафедре почвоведения и экологии ТГУ при финансовой поддержке грантов РФФИ № 03-04-49327-а «Трехмерная модель движения воды в элювиальном горизонте на основе его пространственной реконструкции» и «Университеты России» по теме «Оценка устойчивости лесных почв к воздействию лесозаготовительной техники» № ур.07.01.402.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Захарченко, Александр Викторович

ВЫВОДЫ

1. Педоморфологические поверхности соответствуют морфонному и гори-зонтному уровням организации почвы и характеризуют морфологические особенности саморазвития почв.

2. Установлено, что на поверхности почвы присутствуют аномальных значений высотных уровней рельефа, выделяющиеся в виде плосковершинных бугров (шипов) и указывающих на разрыв саморазвития тяжелосуглинистых почв в результате биомеханических явлений.

3. В результате метаморфозы морфологических структур границ и самих горизонтов дерново-подзолистых почв лесных экосистем, а равно как и альфе-гумусовых подзолах на сиенитовых нефелинах, под дернинами многолетних растений формируются горизонтальные почвенно-морфологические поверхности, имеющие своеобразное трехмерной строение.

5. Морфоструктуры обусловленные ростом корней дерева выражены в рельефе почвенно-морфологических поверхностей депрессиями, буграми, при-комлевым валиком и создает на периферии складки, возвышенности. В этом же направлении отмечено снижение мощности и интенсивности второго гумусового горизонта, площади сечения и формы ячеек, высекаемых ВТС. Сочетание ячеек ВТС разной формы изменяется в пределах проекции кроны дерева.

ВГТ) за счет сокращения размеров А2. При этом интенсивность серой прокраски BIT увеличивается от края к центру следа парцеллы.

7. Установлено, что короткопериодические изменения мощности А\ почв обусловлены положением вертикальной трещинной сети, поэтому формирование почвенно-морфологических поверхностей связывается с литологическими неоднородностями сложения элювиального слоя в виде системы сочетания ячеек вертикальной трещинной сети определенной формы, при этом, с глубиной снижается количество на единицу площади высекаемых трещинами отдельно-стей.

8. Формирование мощности аккумулятивно-гумусового горизонта сопровождается изменением почвенно-морфологических границ, причем изменения одной согласуются с другой до некоторого значения мощности (тип I), после которого углубление нижней границы вызывает поднятие верхней (тип И). Наиболее мощный А! формируется на буграх, под которыми граница поднимается вверх, так что в этом случае границы сопряжены по типу I.

9. Увеличение мощности типодиагностического горизонта А2 сопровождается противофазным изменением верхней и нижней границ (тип II) до некоторого предела, после которого границы горизонта теряют сопряженность (тип III), и их изменения случайны при дальнейшем увеличении мощности.

11. На фоне закономерного возрастания мощности гумусового горизонта почв с севера на юг по естественным причинам, наблюдаются флуктуации, обусловленные как неспецифическим фактором строительства, так структурой лесного биогеоценоза: положением полян, ветровальных комплексов, парцелл сосны и березы.

13. В почвенном покрове антропогенное воздействие при строительстве вызывает изменений почвенно-морфологических поверхностей. Воздействие тяжелой техники при строительстве ВЛ СВН формирует на подтрассовых территориях просек антропогенно-измененные почвы, наложенные на парцеллярную структуру почвенного покрова лесного БГЦ.

16. Формирование вертикальной организации почвенного профиля осуществляется при различии в интенсивности почвообразования на неоднородностях сложения и состава почв в радиальном направлении, горизонтальная морфон-ная организация педосистемы строится на основе элементов, составляющих вертикальный профиль. Саморазвитие почвы складывается из причинно сопряженных вертикальных и горизонтальных почвообразовательных процессов.

252

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Концепция педоморфологических поверхностей строится на положении, что всякое развитие почвообразования вглубь происходит с использованием радиальной неоднородности сложения почвенного тела. В таком случае, вертикальная трещинная сеть элювиального горизонта является проводящим каналом, организующим сопряженность горизонтальных морфологических поверхностей горизонтов. Растущий комель дерева и корни вызывают радиальное смещение почвенных масс, создавая специфический рельеф поверхности почвы и внутри-почвенных морфоструктур. По отношению к морфологическим поверхностям воздействие корней растительности рассматривается как эндогенный фактор саморазвития почвы.

В современных почвенно-ландшафтных условиях существуют механизмы и системы, воспроизводящие и стабилизирующие элементы рельефа почвенно-морфологических поверхностей. Элементы почвенно-морфологических поверхностей являются составной частью почвенного тела. Назовем педосистему, направленную на стабилизацию локальных поверхностей почвы - педокулой (реёоси1е). Педокула является минимальной по набору элементов педосисте-мой, обладающая всеми свойствами почвы, на которой она существует, и плюс специфическими чертами, позволяющими ей функционировать как самостоятельная система. Например, в результате метаморфозы педосистемы одни элементы, свойственные зональной почве, заменяются на другие (внутрипарцел-лярные), тем самым формируется педокула сосновой парцеллы, устойчиво существующая в ряду поколений деревьев.

При интерпретации данного морфологического образования интерес представляет подход, предложенный Г.М. Миньковским (1995). По его мнению, почва - это «система морфоэлементов различного ранга, каждый из которых имеет свой индивидуальный ареал в физическом пространстве и гиперпространстве факторов, лишь в некоторой степени сопряжённый с ареалами других элементов.». При таком подходе в качестве объектов исследования могут быть педокулы со своими «экологическими нишами», специализациями и свойствами (меронами по терминологии Г.М. Миньковского), а окружающая почва предстаёт как среда их обитания. Почвенный ареал, также, является ареалом определенного типа педокул.

СВН, допуская нормы нарушения в объеме не превышающем ветровальные пе-дотурбации, характерные для данной природно-климатической зоны и геоморфологических условий.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Захарченко, Александр Викторович, Томск

1. Абатуров Б.Д. О влиянии степных пеструшек на почвы// Почвоведение. 1963. №2. С. 95-100.

2. Абатуров Б.Д. Зоогенные формы почвенных неоднородностей. Сб. Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во Московского университета. 2001. С. 61-75.

3. Агафонов Б.П., Ананьев Г.С., Белоусов В.М. Время и возраст рельефа. Нвосибирск: ВО «Наука», Сибирская издательская фирма, 1994 192 с.

4. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. Москва, Недра, 1990, 142 с.

5. Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Орлинский Д.Б., Мякшина Т.Н., Брын-ских М.Н. Оценка антропогенного воздействия на почву с использованием крупномасштабного картографирования// Почвоведение. 1994, .№3. с. 101-107.

6. Андрианов П.И. Об изменениях объема почвы и измерениях вертикальных размеров почвенных слоев. Научно-агрономический журнал, 1928. № 1.

7. Аринушкина Е.Ф. Руководство по химическому анализу почв. М.: Из-во МГУ, 1970 г., 487 с.

8. Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. М.: Л.: Наука, 1965, 187 с.

9. Архангельская Т.А. Генезис сезоннопромерзлющих серых лесных почв со вторым гумусовым горизонтом. Криосфера Земли, 2003, № 1, т. 7, с. 39-48.

10. Архангельская Т.А. Геологические и палеоклиматические предпосылки формирования современного почвенного покрова Владимирского ополья. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. с. 413.

11. Бабенко A.C. Изменение почвенной мезофауны при антропогенных сменах растительности на севере Кемеровской области // Охрана и рациональное использование природных ресурсов. Красноярск, 1981. с. 200-202.

12. Баранник Л.П., Захаров А.П. Рекультивация нарушенных земель в Кузбассе Лесная рекультивация. Биол. рекультивация нарушен, земель. -Екатеринбург, 1996, С. 8-9.

13. Белов Н.П., Барановская A.B. Почвы Мурманской области. Л.: Наука, 1969.-99 с.

14. Белоненко Г.М., Ивашина А.Д., Котвицкий Б.Б., Мирошниченко H.H. Антропогенное элювиирование дерново-подзолистых почв и методы его изучения. // Минералы почв: генезис, география, значение в плодородии и экологии. М., 1996, С. 160-167.

15. Биологические основы эколого-гигиенического нормирования низкочастотных электромагнитных полей. Экспериментальные исследования. НИИ биологии и биофизики. Итоговый отчет. 1984. -125 с.

16. Благовещенский Ю. Н., Самсонова В. П. Использование показателя "фрактальной размерности" для характеристики вариабельности мощности гумусового горизонта на разновозрастных отвалах. Почвоведение № 5 2001. с. 544-546.

17. Благовещенский Ю.Н. Математические мктоды картирования: проблемы качества. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда До-кучаевского общества почвоведов, 2004. С. 608.

18. Болтянский В.Г., Ефремович В.А. Наглядная топология. М.: Наука. Библиотечка «Квант», Вып. 21, 1983. -160 с.

19. Бондарь В.И., Строганова М.Н. Разнокачественность морфонов и микрокомплексность почвенного покрова. Генезис и экология почв Центрально Лесного государственного заповедника. М.: Изд-во «Наука», 1979. С. 87 - 110

20. Боровинская Л.Б., Самсонова В.П., Плохих Л.М., Зависимость удельного электрического сопротивления почвы от её влажности. Научн. Докл. Высш. Шк. Биол.н., №3, 1981, С. 90-94.

21. Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен Р. Генезис и классификация почв. М.: Прогресс, 1977, 415 с.

22. Булах А.Г. Общая минералогия. Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1999. 356 с.

23. Бурыкин A.M., Засорина Э.В., Некоторые закономерности гумусонакоп-ления и гумусообразования в молодых почвах техногенных экосистем Курской магнитной аномалии., VIII Всесоюзный съезд почвоведов, № 1, Сибирское отд. АН СССР, Новосибирск , 1989 , С. 184.

24. Бутузова О.В. О роли корневой системы древесных пород в образовании микрорельефа. «Почвоведение», 1962, №4.

25. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986, 416 с.

26. Васенёв И.И.; Таргульян В.О. Ветровал и таежное почвообразование. Режимы, процессы, морфогенез почвенных сукцессий. М.: "Наука", 1995, 247 с.

27. Вильяме В.Р. Почвоведение. Том 1 и II. М.: Сельхозгиз, 1949. 986 с.

28. Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -312 с.

29. Водяницкий Ю.Н. Влияние антропогенного уплотнения дерново-подзолистой почвы на оксиды железа. Докл. Рос. Акад. с.-х. наук, 1994; N 2, С 19-22.

30. Волобуев В.Р. Экология почв (очерки). Баку, 1967. 260 с.

31. Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. М.: Наука, 1974. -168 с.

32. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1984. 204 с.

33. Выцлан Н.Ф. Парковые березовые леса Томской области как кормовые угодья. // Тр. НИИББ при ТГУ, сер. Биология., 1972, С. 154-161.

34. Гаджиев И.М. Эволюция почв южной тайги Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1982. 278 с.

35. Гаджиев И.М., Курачев В.М., Рагим-Заде Ф.К. и др. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, Сиб. Отд. РАН, 1992. -305 с.

36. Геологическое строение фундамента Западно-Сибирской плиты. JL, Недра, 1971,-208 с.

37. Геоморфология Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1972, 110 с.

38. Генчева С. Некоторые особенности начального почвообразовательного процесса на техногенных субстратах. // Биол.рекультивация нарушен.земель. -Екатеринбург, 1996,-С. 32.

39. Герасимова М.И., Солнцева Н.П., Рубилина Н.Е., Морфологический подход к разделению техногенно-преобразованных почв., VIII Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР. Новосибирск, кн. 1, 1989, С. 185.

40. Готра О.Н. Вклад варьирования на малых расстояниях в общую пространственную вариабельность гумуса пахотного слоя дерново-подзолистой почвы. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Доку-чаевского общества почвоведов, 2004. С. 609.

41. Головенко C.B. Об адаптационном уровне функциональной организации почвы. "Вестн. МГУ. Сер. Геогр." М., 1985. 16 с.

42. Горбунов Н.И. Минералогия и физическая химия почв., Из-во «Наука», Москва, 1978, 293 С.

43. Горожанкина С.М., Константинов В.Д. География тайги ЗападноСибирского региона.-Новосибирск, Наука. 1978. -190 с.

44. Горшенин К.Н. проф. и Сельская Н.В. Почвы Рыбино-Крагалинского заболоченного поространства Тарского округа. Материалы по изучению почв Сибирского края. Труды государственного почвенного института, 1929. Вып. 4, №1. с. 3-84.

45. Горшкова Е.И.; Ляпина Е.В. Влияние органических добавок на состояние железа в подзолистой почве (модельный опыт). Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17, 1990; Т. 1, С. 22-25.

46. Гуреева И.И., Карташев А.Г. Случаи массовых терратологических изменений цветков гравилата приручейного и соцветий девясила. Экология, 1983, № 6, С. 64-66.

47. Данилин А.И. Совершенствование методов определения влажности поч-вогрунтов. М.: 1988. 108 с.

48. Дедков B.C. Восстановление свойств горных почв Среднего Урала, нарушенных сплошными рубками. Экологическая роль горных лесов, 1986, С. 98100.

49. Дергачева М.И. Экология и палеоэкология почв: некоторые актуальные проблемы. Вестник ТГУ. Приложение, № 15, август 2005. С. 14-15.

50. Джеррард А. Дж. Почвы и формы рельефа. Комплексное геоморфологическое исследование. Л.: «Недра». 1984. - 208 с.

51. Дмитриев Е.А. Элементы организации почвы и структура почвенного покрова// Почвоведение, 1993. №7. С. 23-30.

52. Дмитриев Е.А., Карпачевский Л.О., Скворцова Е.Б. Роль вывалов в формировании почвенного покрова в лесах. //Генезис и экология почв Центрально лесного государственного заповедника. М.: изд-во «Наука», 1979. 270 с.

53. Дмитриев Е.А., Макаров И.Б. О понятии "равновесная плотность почв" // Почвоведение, 1993. № 8, С. 94-98.

54. Дмитриев Е.А. Теоретические и методологические проблемы почвоведения. М.: ГЕОС, 2001. - 374 с.

55. Добровольский Г. В., Г. В. Бабьева Г. В., Богатырев JI. Г., Структурнофункциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М.: «Наука». 2003. — 363 с.

56. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы : Функционально экологический подход. М.: Наука, МАИК «Наука/ интерпериодика», 2000. - 185с.

57. Другов А.Н., Кравцов А.П., Келеберда Т.Н., Почвообразование на ранних стадиях онтогенеза биогеоценозов техногенных ландшафтов Донбасса., VIII Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР, Новосибирск, кн 1, 1989. С. 187.

58. Джонас Ф., Развитие антропогенных почв на отвалах в районе добычи лигнитов в Чехословакии, Труды 10 международного съезда почвоведов, т. 5, Наука, Москва, 1974 , С. 390-397.

59. Джамалбеков Е.У., Козыбаева Ф.Е., Бейсеева Г.Б., О скорости почвообразования в Южном Казахстане., VIII Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР, Новосибирск, кн. 1, 1989. С 186.

60. Дюкарев А.Г. Ландшафтно-географические аспекты таежного почвообразования в Западной Сибири. Автореферат на соискание степени доктора географических наук. Томск. 2003. 38 с.

61. Дюкарев А.Г., Пологова Н.Н., Герасько Л.И. Методические рекомендации по морфологическому описанию почв Томск: Из-во Сибирское отделение РАН, 1999.-39 с.

62. Дышловой В.Д., Качура B.C. Влияние электромагнитных полей промышленной частоты на организм человека и биологические объекты. Киев: Знание, 1977. 20 с.

63. Дылис H.B. Основы биогеоценологии. M., Из-во Моск. университета, 1978. 152 с.

64. Елезарьева М.Ф., Растительность левобережья р. Чулыма. // Ученые записки Красноярского государственного педагогического института., Красноярск, 1957. С. 34-64.

65. Елезарьева М.Ф. Луговая растительность. // Природные ресурсы Томской области. Томск: ТГУ, 1966. С. 125-135.

66. Емлин Э.Ф. Техноземы как продукты геотехнических систем горнопромышленного класса. Биол.рекультивация нарушен.земель. Екатеринбург, 1996 С. 50-52.

67. Етеревская Л.В., Донченко М.Т., Лихциер Л.В., Систематика и классификация техногенных почв.//. Растения и промышленная Среда., Свердловск, 1984. С 14-21.

68. Етеревская Л.В., Лихциер Л.В., Михневская А.Д. и др. Почвообразование в техногенных ландшафтах на лессовых породах. // Техногенные экосистемы: (организация и функционирование). Новосибирск, Наука. Сиб. отделение, 1985, С. 101-107.

69. Жандаев М.С., Селейкович В.В., Динамика воднорастворимых солей на угольных отвалах при биологической рекультивации., VIII Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР, Новосибирск, № 1, 1989 , С. 189.

70. Завадский K.M., Колчинский Э.И. Эволюция эволюции, (историко-критические очерки проблемы). Л., «Наука», 1977, 236 с.

71. Зайдельман Ф.Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных почв.-М., «Колос», 1969. 223 с.

72. Захарченко A.B. Использование кажущегося удельного электрического сопротивления почв для картирования почвенного покрова под линией ЛЭП-500. // Молодые ученые и специалисты народному хозяйству, Томск, ТГУ. 1983. С. 34-35.

73. Захарченко A.B. Антропогенно-измененые почвы просек линий электропередачи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени77. кандидата биологических наук. 2000. 22 с.

74. Захарченко A.B. О морфологических особенностях профиля антропогенно-измененных почв// Томск, ТГУ, матер. Межд. науч. конф // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель, т.1, 2001. С. 139-141.

75. Захарченко A.B. Педотурбированные и антропогенно-измененные почвы // Томск, ТГУ, матер, межд. науч. конф. //Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель, т.1, 2001. С. 142-144.

76. Захарченко A.B. Трехмерная морфометрия почв. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. С. 165.

77. Захарченко A.B., Росновский И.Н., Кулижский С.П. Трехмерное моделирование гидрофизических свойств лесных почв.//Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. с. 462.

78. Захарченко A.B. Метод трехмерной морфометрии почв. Вестник ТГУ, № 30, 2004. С. 50-57.

79. Захарченко A.B. Экологические проблемы формализации тополого-морфологических поверхностей трехмерной почвы. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51). Естественные и точные науки. 2005. С. 126-136.

80. Захарченко A.B. Естественное восстановление антропогенно-измененных почв. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51), Естественные и точные науки. 2005. С. 136-144.

81. Захарченко A.B. Окислительно-восстановительные условия регенерации антропогенно-измененных почв нарушенного сложения. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51). Естественные и точные науки. 2005. С. 144-151.

82. Захарченко A.B. Морфологические особенности нанорельефа поверхности дерново-подзолистых почв лесных биогеоценозов. Вестник ТГПУ, выпуск 7 (51). Естественные и точные науки. 2005. С. 118-126.

83. Зонн С.В. Железо в почвах. М.: Наука, 1982, 207 с.

84. Зонн С.В., Ерошкина А.Н., Карманова Л.А. О группах и формах железа как показателя генетических различий почв. Почвоведение. 1976, № 10. с. 3-12.

85. Зонн С.В., Костенкова А.Ф., Мусорок Г.П., Хавкина Н.В. Псевлооподзо-ливание и его диагностирование составом и распределением форм железа. Почвоведение, 1978, №2.

86. Иванов И.В. Организация почвенных систем.// Почвы национальное достояние России: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов: кн. 2. с. 627.

87. Караваева H.A., Соколова Т.А., Целищева Л.К. Почвообразовательные процессы и эволюция гидрогенных почв подтайги южной тайги Западной Сибири в голоцене. // Процессы почвообразования и эволюция почв. М.: Наука, 1985, С. 139-201.

88. Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М., Из-во Моск. ун-та, 1977.-312 с.

89. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение : Учеб.пособие. М. : Изд-во Моск.ун-та, 1993. - 183с.

90. Карташев А.Г. Электромагнитная экология. Томск: ТГУ, 2000. 276 с.

91. Карташев А.Г., Захарченко A.B. Оценка воздействия ПеЭМП ЛЭП-500 на почву, растительность.// Междунар. симп. "Механизмы биологического действия электромагнитных излучений", Пущино, 1987. С 75-67.

92. Каскевич Э.П. Экологические проблемы электропередачи сверхвысокого напряжения//Электропередачи сверхвысокого напряжения и экология. Москва. Сб. научн. тр./ЭНИН им. Кркикановского. -М., 1986. С. 5-16.

93. Каскевич Э.П., Плеханов Г.Ф. Изучение влияния электромагнитных полей промышленной частоты на биосистемы различных уровней организации. -тр VI международного Вроцлавского симпозиума по электромагнитной совместимости. 1982. ч. 2. С. 655-663.

94. Кауричев И.П. Почвоведение. М.: Агропромиздат, 1989. 719 с.

95. Кацынин В.В.; Орда А.Н.; Афанасьев Н.И.; Подобедов И.И. Влияние ходовых систем тяжелых тракторов на изменение свойств дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы.//Плодородие почв и его изменение при уплотнении и разуплотнении. 1984, С. 41-48.

96. Кашменская О.В., Николаев В.А., Хворостова З.М. и др. Современный рельев. Понятие, цели и методы изучения Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989.- 157 с.

97. Керженцев A.C. Изменчивость почвы в пространстве и во времени. -М.: Наука, 1992.- 108 с.

98. Кириллова ЕЛ. Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв при прекращении антропогенного воздействия. // Тез. докл. междунар. студенч. конф." Кризис почв, ресурсов: причины и следствия".М:, 1997, С. 69.

99. Кирпотин С.Н. К изучению восстановительных процессов на просеках ЛЭП. Охрана и рациональное использование природных ресурсов Западной Сибири. Томск: ТГУ, 1985, С. 92.

100. Классификация почв России. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, РАСХН, 1997, 236 с.

101. Климат города Томска. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 175 с.

102. Ковалева С.Р., Корсунов В.М., Таранов С.А., Лесные почвы горного окаймления юго-востока Западной Сибири, Изд. «Наука», Сибирское отд. АН СССР, 1974, 206 с.

103. Козловский Ф.И., Сорокина Н.П. Почвенный индивидуум и элементарный анализ структуры почвенного покрова. // Почвенные комбинации и их генезис. М.: «Наука», 1972. - С. 50-57.

104. Корнблюм Э.А. Горизонт, стратон и вопросы их структурного анализа. М.: Наука, 1970.

105. Корниенко В.М. Микрорельеф и плодородие почв подзолистой зоны. «Почвоведение» 1950, № 2.

106. Корсунов В.М., Ведрова Э. Ф., Диагностика почвообразования в зональных лесных почвах. Новосибирск: «Наука», 1982. 160 с.

107. Корсунов В.М. Красеха E.H. Пространственная организация почвенного покрова. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 200 с.

108. Косарев М.Ф. Древние культуры Томско-Нарымского Приобья., М: Наука, 1974, 166 С.

109. Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического переувлажнения. М.: Наука, 1987, 191 с.

110. Крупская JI.T. Техногенное разрушение почв на горных предприятиях юга Дальнего Востока и их рекультивация. Автореферат диссертации д.б.н., Владивосток, 1994. 39 с.

111. Крупская JI.T., Новикова Е.В., Свойства пород и особенности почвообразования в техногенных экосистемах./Л/III Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР, Новосибирск, № 1, 1989 , С. 191.

112. Крыщенко B.C. Общий принцип заполнения типами и подтипами почв единицы высоты. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Новосибирск, 1991, 36 с.

113. Кузнецов А.К. Почвы Томской области. В кн. Вопросы географии Сибири, сб. 2, 1951, С. 69-85.

114. Кузнецов Н.И. Растительность средней части Томской губернии. // предварительный отчет о ботанических исследованиях в Сибири и в Туркестане 1912 , С-Петербург, 1913, С. 85-99.

115. Лавренко H.H. Березовые и осиновые леса. // растительный покров Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: Наука. Сиб. отл-ние АН СССР, 1985.

116. Лапшина Е.И. Подтаежные и лесостепные сосновые леса и производные сообщества на их месте.//Растительный покров Западно-Сибирской равнины. Новосибирск: Наука. Сиб. отл-ние АН СССР, 1985.

117. Ласточкин А.Н. Геоэкология ландшафта. Из-во С.-Петербугского университета. 1995.-280 с.

118. Ласточкин А. Н. Системно-морфологические основание наук о Земле (Геотопология, структурная география и общая теория геосистем). Издательство НИИХ СПбГУ, 2002. 762 с.

119. Лебедев Б.П. Электрические сети.// Энергетическое хозяйство за рубежом, 1981. с. 11-16.

120. Лобовиков H.H.; Скроцкий В.В. Биологическая рекультивация грунтов на линейных сооружениях Республики Коми. III Междунар.конф."Освоение Севера и пробл.рекультивации": Тез.докл. Сыктывкар, 1996. С. 101-102

121. Логинов Л.Ф. Роль окислительно-восстановительных систем гуминовых кислот в естественных процессах / Депонированная рукопись, Тюмень, 1987. 27 с.

122. Львов Ю.А. Экологические изменения при строительстве и эксплуатации воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжениям/Электропередачи сверхвысокого напряжения и экология. Сб. научн. Тр./ЭНИН им. Кркикановского. -М., 1986. С. 48-62.

123. Львов Ю.А., Кох Л.Г. Методические предпосылки оценки влияния ЛЭП сверхвысокого напряжения на структуру растительных сообществ.// Географические условия создания Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса. Иркутск, 1979. с. 39-43.

124. Матерон Ж. Случайные множества и интегральная геометрия. Москва, "Мир", 1978.-318 с.

125. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель. Письмо МИНПРИРОДЫ от 27 марта 1995 г. N 3-15/582.

126. Мешалкина Ю.Л. Внедрение технологий точного земледелия как мощный импульс для развития педометрики. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. С. 615.

127. Миньковский Г.М. Структурный подход в почвоведении// Почвоведение. 1995. №7. С. 9-18.

128. Научно-прикладной справочник по климату СССР. С-Перербург.: Гидро-метеоиздат, сер. 3, ч. 1-6., вып. 20, 1993. 718 с.

129. Невидомская Д.Г. Антропогенное преобразование почв в результате функционирования полигона ТБО. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. с. 564.

130. Олешко К.П., Вадюнина А.Ф., Жиляева В.А. и др., Влияние МП на свойства почвы и растения // Почвоведение, 1980, №7, С. 91-100.

131. Основы биологической рекультивации нарушенных земель: Ме-тод.указания./Ставроп.ботан.сад, 1995, 59 с.

132. Панькив З.П. Антропогенная трансформация дерново-подзолистых по-верхностно-оглеенных почв северо-западного Прикарпатья. Тез. докл. между-нар. конф. "Пробл. антропоген. почвообразования".М., Т.1, 1997, С. 150-152.

133. Петров В.Ф. К вопросу о происхождении второго гумусового горизонта в подзолистых почвах Западной Сибири. // Труды ТГУ, 1937, т. 92,серия Г., С 432-469.

134. Плеханов Г.Ф., Орлов В.М., Карташев А.Г. Изучение влияния электрического поля высоковольтных установок на некоторые компоненты биогеоценоза. Экология. №2, 1988, С 78-80.

135. Плеханов Г.Ф. Основные закономерности низкочастотной электромагни-тобиологии. ТГУ, Томск, 1990, 187с.

136. Поздняков A.B. Динамическое равновесие в рельефообразовании. М.: Наука, 1988.-208 с.

137. Раменский Л. Г. Введение в комплексное почвенно-геоботаническое исследование земель. М.; Л., 1938. 620 с.

138. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: «Мысль». 1990.-637 с.

139. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) М.: Журнал «Россия Молодая», 1994 -367 с.

140. Ревердатто В.В. Краткий очерк почв и растительности Томского округа и прилегающих районов. // Материалы к естественно-историческому районированию Сибири. Труды изучения Томского края. Вып.1, Томск, 1927, С. 3-28.

141. Роде A.A. Генезис почв и современные процессы почвообразования, АН СССР, Наука, 1984 , 36-56, С. 208-243.158. 126. Роде A.A. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М., 1947,-141 с.

142. Розанов Б.Г. Генетическая морфология почв. М. 1985. 293 с.

143. Розанов Б.Г. Морфология почв: Учебник для высшей школы. Москва. МГУ, 1983.-320 с.

144. Розанов Б.Г. Морфология почв: Учебник для высшей школы. Москва. "Академический проект", 2004. -431 с.

145. Розмахов И.Г., Серова П.П., Юркина С.И. Влияние леса на микрокомплексность почв. «Почвоведение», 1963, № 12.

146. Росновский И.Н. Устойчивость почв в экосистемах как основа экологического нормирования. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2001.-252 с.

147. Рутковская Н.В. География Томской области. Томск (сезонно-климатические ресурсы), ТГУ, 1984, 159 с.

148. Сазонов А.Г. Принципы лесоводственной оценки почв. Иркутск, Изд-во Иркут. ун-та. 1986. 240 с.

149. Сазонов А.Г. Полигенетичность дерново-подзолистых почв Восточной Сибири. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. С. 209.

150. Самсонова В.П. К вопросу об определении размеров педона. // Почвы национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов, 2004. С. 620.

151. Сапожников П.М., Уткаева В.Ф., Скворцова Е.Б., Бганцов В.Н., Седов М.В. Изменение гидрофизических свойств и микростроения дерново-подзолистой почвы при уплотнении // Почвоведение, 1985; №. 12, с. 35-42.

152. Симонов Г.А. Состав слоистых силикатов в ряду дерново-подзолистых почв Почвоведение, 1989, № 8, с. 63-71.

153. Скворцова Е.Б. Экологическая роль ветровалов. М.: Лесн. пром-сть, 1983. -186 с.

154. Соболевский П.К. Современная горная геометрия. // ж. Социалистическая реконструкция и наука. Вып. 7, 1932. с. 42-78.

155. Соболевский П.К. Современная горная геометрия. // Геометрия структур земной поверхности. Пущино, 1991. с. 165-197.

156. Солнцев H.H. О некоторых фундаментальных свойствах геосистемной структуры. // Методы комплексных исследований геосистем, Иркутск, 1974. С. 160-167.

157. Солнцева Н.П.; Рубилина Н.Е. Морфология почв, трансформированных при угледобыче // Почвоведение, 1987; № 2, С. 105-118.

158. Соколов И.А. О генезисе, диагностике и классификации почв с текстурно-дифференцированным профилем // Почвоведение, 1988; № 11, С. 32-43.

159. Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического почвоведения- Новосибирск: « Гуманитарные технологии», 2004. 228с.

160. Сорокина Н.П.; Ахмалишев К.Б. Факторы пространственной изменчивости гумусового профиля дерново-подзолистых почв под лесом // Вестн.Моск.ун-та.Сер.5, N 1, 1997; С. 57-62.

161. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск., «Наука», 1978

162. Сочава В.Б. Эксперементальные исследования геосистем // Методы комплексных исследований геосистем, Иркутск, 1974.

163. Степанов И.Н. Проблема аксиоматики языка теоретического почвоведе-ния//Симметрия почвенно-геологического пространства. 1996. с. 73-136.

164. Сулакшина Г.А., Рождественская JI.A. Юго-восток Томской области.// Лессовые породы СССР. М.: Наука. 1966. С. 127-240.

165. Суханов П.А., Перцович А.Ю. Антропогенное преобразование земель и его отражение в классификации почв В связи с вовлечением лесных земель в с.-х. производство. Тр.Биол.НИИ/С.-Петерб.гос.ун-т, 1996; Вып.45, С. 34-41

166. Таранов С.А. Классификационная схема основных возрастных групп молодых почв техногенных экосистем // Тезисы докл. VIII Всесоюзного съезда почвоведов, № 1, 1989. С. 185.

167. Тарарина Л.Ф. Влияние гуминовой кислоты и гуматов некоторых металлов на окислительно-восстановительные процессы в почве Почвоведение, 1992; Т. 1,С. 68-71.

168. Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л. О классификации антропогенно-преобразованных почв // Почвоведение , 1990, № 1.

169. Тонконогов В.Д., К генетической классификации и географии глинисто-дифференцированных почв Европейской территории Союза // Почвоведение, 1985, №4, С. 5-16.

170. Тонконогов В.Д.; Градусов Б.П.; Рубилина Н.Е.; Таргульян В.О.; Чижи-кова Н.П. К дифференциации минералогического и химического составов дерново-подзолистых и подзолистых почв, Почвоведение, 1987; Т. 3, С. 68-81.

171. Таргульян В.О., Бирина А.Г., Куликов A.B., Соколова Т.А., Целищева А.К. Организация, состав и генезис дерново-палево-подзолистой почвы на покровном суглинке. — В кн.: Труды X Международного конгресса почвоведов. М„ 1974, т. IV.

172. Термодинамика почвенной влаги. Ленинград: «Гидрометеоиздат», 1966. -325-358 с.

173. Торнес Д.Б., Брунсден Д., Геоморфология и время. М.: Недра, 1981. — 228 с.

174. Трофимов С.С., Экология почв и почвенные ресурсы Кемеровской области., Н-ск.: Наука, 1985, 300 с.

175. Трофимов С.С., Клевенская И.Л., Рагим-Заде Ф.К. и др., Таранов С.А.,

176. Фаткулин Ф.А., Шушуева М.Г., Кандрашин Е.Р., Ли А.И., Проблема восстановления техногенно-нарушенных земель // Основы использования и охраны почв Западной Сибири., Новосибирск, «Наука», Сибирское отделения, 1989 , С. 96-163.

177. Турсина Т.В.; Верба М.П.; Скворцова Е.Б. О происхождении вторых гумусовых горизонтов дерново-подзолистых почв. Эволюция и возраст почв СССР, 1987, С. 138-155.

178. Тучак В.Н., Захарченко A.B., Герасименко Е.В. Структура травянистой растительности на просеке ЛЭП-500. // Молодые ученые и специалисты народному хозяйству, Томск, ТГУ, 1983. С. 17-18.

179. Указания по классификации и диагностике почв, Москва, «Колос», вып. 1. 1967.-77 с.

180. Ужегова И.А., Особенности начального почвообразования на отвалах железорудных месторождений Урала., VIII Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР, Новосибирск, № 1, 1989 , С 195.

181. Учебное руководство к полевой практике по физике почв. М.: Изд-во Москв.ун-та, 1988. 90 с.

182. Фридланд В.М. Классификация и картографирование почв для землепользования. Современные проблемы географии. М., 1964, С 163-167.

183. Фридланд В.М. Об уровнях организхации почвенного покрова и системе закономерностей географии почв // Системные исследования природы. Вопросы географии, вып 104. -М.: Мысль, 1977. С. 139-153.

184. Фридланд В.М. Основные принципы и элементы базовой классификации почв и программа работ по ее созданию. М:, Почвенный институт им. Докучаева, 1982.

185. Федоров A.C.; Суханов П.А.; Ткаченко Н.Г. Влияние антропогенного воздействия на изменение свойств дерново-подзолистых почв // Вестн.С.-Петерб.ун-та. Сер.З, 1997; Вып.З, С. 106-112.

186. Хахалкин B.B. Аспекты и направления ландшафтно-экологических исследований на трассе ЛЭП-1150 кВ Итат-Новокузнецк.// Географические условия создания Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса. Иркутск, 1979. с. 33-38.

187. Хахалкин В.В. Ландшафтно-экологическая оценка проектируемых трасс В Л СВН//Электропередачи сверхвысокого напряжения и экология. Сб. научн. тр./ЭНИН им. Кркикановского. -М., 1986. С. 63-72.

188. Хахалкин В.В., Захарченко A.B. Экспериментальные исследования по оценке влияния ЛЭП СВН и УВН на структуру ландшафтных систем // Материалы конференции.География в Томском университете: итоги, проблемы, перспективы, Томск, 1999, с. 124-126.

189. Хахалкин В.В., Захарченко A.B., Нехорошее О.Г. Ландшафтно-экологический анализ территории стационара «Ломачевка» как натурной модели // Вопросы географии Сибири, ТГУ, 1999, с. 225-236.

190. Хахалкин В.В., Евсеева Н.С., Львов Ю.А., Пашнева Г.Е., Татаринцев Л.М. Ландшафтно-мелиоративное районирование Причулымья.// Материалы III Всесоюзного совещания по прикладной географии, Иркутск, 1975, с. 96-99.

191. Хитров Н.Б. Деградация почв и почвенного покрова; понятия и подходы к получению оценок // Тезисы и доклады Всероссийской конференции, кн. 1, М: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. 354 с.

192. Хотинский H.A., Волкова B.C., Левина Т.П., Лисе О.Л., Хронология, периодизация и палеогеография голоцена Западной Сибири.//Особенности естественно-географической среды и исторические процессы в Западной Сибири. Томск, ТГУ, 1979, с. 10-12.

193. Хотинский H.A. Голоцен северной Евразии. М., Наука, 1977, 199 с.

194. Хмелев В.А., Панфилов В.П., Дюкарев А.Г. Генезис и физические свойства текстурно-дифференцированных почв., Новосибирск, Наука. Сиб. отделение, 1988. 128 с.

195. Чертов О.Г. Об экологических функциях и экологии почв // Вестн. ЛГУ. Сер. Биология. 1990. - Вып. 20. - N 10. - С. 175-181.

196. Чертов О.Г. Экология лесных земель (почвенно-экологическое исследование лесных местообитаний). JL: Наука, 1981. - 192 с.

197. Чижикова Н.П. К дифференциации минералогического и химического составов дерново-подзолистых и подзолистых почв. Почвоведение, 1987; Т. 3, с. 68-81.

198. Шарый П.А. Топографический метод вторых производных.// Геометрия структур земной поверхности. Пущино, 1991. с. 30-60.

199. Шашко Д.И. Агроклиматическое районирование СССР.М:, Колос, 1967. 335 с.

200. Шеин Е.В., Кириченко A.B., Булыкина М.А., Буева Ю.Н. Закономерности паспределения почвенно-генетических и физических свойств комплекса серых лесных почв Владимирского ополья // Вестник МГУ, серия Почвоведение, 2002, №4, С. 17-24.

201. Шоба С.А., Строганова М.Н., Бондарь В.И. Разнокачественность оподзо-ленных горизонтов и ее связь со СПП южной тайги. В кн.: Тезисы докладов третьего совещания по структуре почвенного покрова. М.: ВАСХНИЛ, 1976.

202. Шумилова Л.В. Ботанико-географическое районирование Томской области. // Вопросы биологии. Томск: 1978, с. 114-119.

203. Щукин И.С. Общая геоморфология, т. 1. М.: МГУ, 1960, 615 с.

204. Armstrong, A.C., 1986. On the fractal dimensions of some transient soil properties. J. Soil Sei. 37, 641-652.

205. Bertuzzi, P., Rauws, G., Courault, D., 1990. Testing roughness indices to estimate soil surface changes due to simulated rainfall. Soil Till. Res. 17, 87-99.

206. Brown T.H., Mahler R.L. The distribution of Si, Al, and Fe compounds in two mollisols differing in landscape position. Communic. in Soil Sc. Plant Analysis, 1987; T. 18. N 5, p. 515-528.

207. Burrough, P. A., 1983a. Multiscale sources of spatial variation in soil. I. The application of fractal concepts to nested levels of soil variation. J. Soil Sci. 34, 577597.

208. Burrough, P.A., 1983b. Multiscale sources of spatial variation in soil. II. A non-Brownian fractal model and its application in soil survey. J. Soil Sci. 34, 599620.

209. Clarke K.C. Scale-base simulation of topographic relief// Amer. Cartogr., 1988, Vol. 15, No 2. P. 173-181.

210. Cline M.G. Logic of the new system of soil classification // Ibid. 1963. Vol. 96. N 1. P 17-22.

211. V 232. Couto W., Sanzonowicz C., Barcellos A de O. Factors affecting oxidationreduction processes in an oxsiol with a seasonal water table. Soil Sc. Soc. America J, 1985; T. 49. N 5, p. 1245-1248.

212. Currence, H.D., Lovely, W.G., 1970. The analysis of soil surface roughness. Trans. ASAE 13,710-714.

213. De Roo, A.P.J., Wesseling, C.G., Ritsema, C.J., 1996. LISEM: a single event physically based hydrological an erosion model for drainage basins. I: Theory, input• and output. Hydrol. Processes 10 (8), 1107-1117.

214. Eltz, F.L.F., Norton, L.D., 1997. Surface roughness changes as affected by rainfall erosivity tillage and canopy cover. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 1746-1755.

215. L y f o r d W. H., and M c L e a n D. W. Mound and Pit Microrelief in relation to soil disturbance and tree distribution in New Brunswick, Canada. «Harvard Forest Paper», 1964, No. 15.

216. Favis-Mortlock, D.T., 1998. A self-organizing dynamic systems approach to the simulation of rill initiation and development on hillslopes. Comput. Geosci. 24 (4), 353-372.

217. Favis-Mortlock, D.T., Boardman, J., Parsons, A.J., Lascelles, B., 2000. Emergence and erosion: a model for rill initiation and developments. Hydrol. Processes 14, 2173-2205.

218. Favrot Je. C riteres de caracterisation des exces d "eau par le pedologue. Per-spect. agr, 1988; T. 126, p. 17-21.

219. Gallant, J.C., Moore, I.D., Hutchinson, M.F., Gessler, P., 1994. Estimating fractal dimension of profiles: a comparison of methods. Math. Geol. 26, 455^481.

220. Gallart, F., Pardini, G., 1996. Perfilru: un programa para el análisis de perfiles microtopográficos mediante el estudio de la geometr ya fractal. Cadernos Lab. Xeolóxico de Laxe 21, 169-178 (in Spanish).

221. Govers, G., Takken, I., Helming, K., 2000. Soil roughness and overland flow. Agronomie 20, 131-146.

222. Hairsine, P.B., Moran, C.J., Rose, C.W., 1992. Recent developments regarding the influence of soil surface characteristics on overland flow and erosion. Aust. J. Soil Res. 30, 249-264.

223. Hansen, B., Schonning, P., Sibbesen, E., 1999. Roughness indices for estimation of depression storage capacity of tilled soil surfaces. Soil Till. Res. 52, 103-111.

224. Helming, K., Romkens, M.J.M., Prasad, S.N., 1998. Surface roughness related processes of runoff and soil loss: a flume study. Soil Sci. Soc. Am. J. 62, 243-250.

225. Hauf R., Wiesinger G. Biological effect of technical electric and electromagnetic VLF field. // Int. J. Biometeor. 1973, Vol. 17, № 3, p. 213-215.

226. Huang, C., Bradford, J.M., 1990. Depressional storage for Markov-Gaussian surfaces. Water Resour. Res. 26, 2235-2242.

227. Huang, C., Bradford, J.M., 1992. Applications of a laser scanner to quantify soil microtopography. Soil Sci. Soc. Am. J. 56, 14-21.

228. Huang, C., 1998. Quantification of soil microtopography and surface roughness. In: Baveye, P., Parlange, J.Y., Stewart, B.A. (Eds.), Fractals in Soil Science, p. 377.

229. Jenny H. Role of the plant factor in the pedognic functions, "Ecology" , 39, 1958, p. 5-16.

230. Johnson D.B., Williamson J.C. Conservation of mineral nitrogen in restored soils atopencast coal mine sites. European J.Soil Sc., 1994; Vol.45, N 3, p. 311-317.

231. Kallianou C.S., Yassoglou N.J. Bonding and oxidation state of iron in humic complexes extracted from some Greek soils. Geoderma, 1985; T. 35. N 3, P. 209221.

232. Kirkby M.J., A basis for soil profile modeliiing in a geomorphic context. "J. Soil sci.", 36, № 1, 1985, P 97-121.

233. Kneale W.R., White R.E., The movement of water through cores of dry (cracker) clayloam glassland topsoil. "J. Soil sci." V 67, № 1-4, 1984, P. 361-365.

234. Moreira, J.G., Da Silva, K.L., 1994. On the fractal dimension of profiles. J. Phys. A. 27, 8079-8089.

235. Onstad, C.A., 1984. Depressional storage on tilled soil surfaces. Trans. ASAE 27, 729-732.

236. Pardini, G., Gallart, F.A., 1998. Combination of laser technology and fractals to analyse soil surface roughness. Eur. J. Soil Sci. 49, 197-202.

237. Phillips, J.D., 1998. On the relations between complex systems and259. the factorial model of soil formation (with commentary and260. response). Geoderma 86, 1 -43.

238. Phillips, J.D., 2001. The relative importance of intrinsic and extrinsic262. factors in pedodiversity. Ann. Assoc. Am. Geogr. 91, 609- 621.

239. Phillips, J.D., Marion, D.A., 2004. Pedological memory in forest264. soil development. For. Ecol. Manage. 188, 363-380.

240. Phillips Jonathan D., Marion Daniel A., 2005. Biomechanical effects, lithological variations, and local pedodiversity in some forest soils of Arkansas. Geoderma 124 (2005) P. 73-89.

241. Planchón, O., Esteves, M., Silvera, N., Lapetite, J.M., 2001. Microrelief induced by tillage: measurement and modelling of surface storage capacity. Catena 46, 141-157.

242. Romkens, M.J.M., Helming, K., Prasad, S.N., 2001. Soil erosion under different rainfall intensities. Catena 46, 103-123.

243. Soil Classification a comprehensive system (7-th Approximation). Soil Survey Staff, 1960. P. 265.

244. Spurr S. H., Barnes B. V. Forest ecology. New York, 1973. 571 p.

245. Sridhan A., Jayadeva M.S. Approximate potential distence relationship far Clay. "Austal. J. Soil Res", 1980, № 4, P. 461-466.

246. State of the art in soil physics and in soil technology of anthrophic soils. "Soil Tillage Res.", 1998; Vol. 47, N i/2, P. 1-178.

247. Tiedje J.M., Sextone A.J., Parkin T.V., Reosbech N.P. Anaerobic processes in soil Development in plan and soil science, 1984, P. 197-212.

248. Van Lear D.H., Kapeluck, P.R., Carroll, W.D., 2000. Productivity of loblolly pine as affected by decomposing root systems. For. Ecol. Manage. 138, 435-443

249. Van Lear D.H., Carroll W.D., Kapeluck P.R., Johnson Rhett History and restoration of the longleaf pine-grassland ecosystem: Implications for species at risk. Forest Ecology and Management 211 (2005) 150-165.

250. Van Lear D.H., Kapeluck P.R., Carroll W.D., 2000. Productivity of loblolly pine as affected by decomposing root systems. For. Ecol. Manage. 138, 435-443.

251. Vasenev, I.I., Targul'yan, V.O., 1995. A model for the development of sod-podzolic soils by windthrow. Eurasian Soil Sci. 27, 1-16.

252. Vidal Vázquez E., Vivas Miranda J.G., Paz González A. Characterizing anisot-ropy and heterogeneity of soil surface microtopography using fractal models./ Ecological Modelling 182 (2005) 337-353

253. Vidal Vázquez, E. Influencia de la precipitación y el laboreo en la rugosidad del suelo y la retención de agua en microdepresiones (in Spanish). Ph.D. Dissertation, University of Coruña, 2002. p. 430.

254. Vivas Miranda, J.G. Análisis fractal del microrrelieve del suelo (in Spanish). Ph.D. Dissertation, University of Coruña,, 2000. p. 313.

255. Vivas Miranda, J.G., Paz González, A., 2002. Fractal models for the description of soil surface roughness. In: Rubio et al. (Eds.), Man and Soil at the Third Millenium. Geoforma Ediciones, Logroño (Spain), pp. 2099-2112.

Информация о работе

Захарченко, Александр Викторович
доктора биологических наук
Томск, 2006
ВАК 03.00.27

Диссертация

Пространственная организация и морфогенез лесных и антропогенно-измененных почв - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы