Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СВОЙСТВ ПОЧВЫ (НА ПРИМЕРЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ КУЛУНДИНСКОЙ СТЕПИ)

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СВОЙСТВ ПОЧВЫ (НА ПРИМЕРЕ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ КУЛУНДИНСКОЙ СТЕПИ)"

На правах рукописи

МИХЕЕВ А Ирина Викторовна

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СВОЙСТВ

ПОЧВЫ

(на примере каштановых почв Кулундинской степи) Специальность 03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва- 2002

Работа выполнена в Институте почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН

Официальные оппоненты

доктор биологических наук, профессор Шеин Е В

доктор биологических наук, профессор Карпухин А И

доктор технических наук, профессор Полуэктов Р А.

Ведущая организация Почвенный институт им В В Докучаева

Зашита состоится » » ¿ЛЛ' Л/ЗГ, //2002 г в час

на заседании диссертационного совета Д 220 043 02 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва И-550, ул Тимирязевская, 49 Ученый совет МСХА С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА

Отзывы на автореферат, в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просьба присылать по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан ' ' ,-,_г

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических иаук В В Говорина

цаирлг»- ¡л: I <ЛУЧ «я [у'ЗГГ.Э Мосч. сельсчс.^.:. '. м. К. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Мониторинг компонентов окружающей среды является одной из наиболее актуальных научных проблем в связи с антропогенными и естественными изменениями биосферы. Основные задачи, возникающие при этом: анализ, оценку и прогноз изменений свойств почв невозможно выполнить корректно, без знания их пространственной вариабельности, от которой зависит методика исследований, точность, достоверность оценок и ценность прогнозов. Мониторинг связан с получением, накоплением, хранением, обработкой и анализом массовых данных о состоянии почвенных объектов. Это ^требует дальнейшего развития математических, в том числе вероятностно-статистических методов, что определяется естественной вариабельностью почвы даже в пределах однородных объектов (Карпачевс*ийЛ968;^. Дмитриев^ 1983.,-м др.). При этом функцией факторов почвообразования являются не константные значения почвенных признаков, а некоторый диапазон их варьирования. Вероятностную структуру встречаемости отдельных значений свойства в интервале варьирования отражает вероятностное распределение, которое является полной и универсальной характеристикой случайной величины, или ее моделью. Статистический способ получения этих моделей основан на подборе и подгонке по экспериментальным данным, как вида, так и параметров функций распределений. В работах многих авторов показано, что эмпирические статистические распределения свойств почвы закономерны и часто отличны от нормального распределения (Гаусса) (Важенин, 1963; Савич, 1972 и др.), однако имеющиеся в научной литературе сведения об их математических функциях отрывочны, а иногда противоречивы, что определяет необходимость дальнейших исследований по . этой теме. Вероятностные распределения свойств почв по массовым данным необходимы для достоверной количественной оценки состояния и изменений почв, для более точных земельно-оценочных,-инженерно-мелиоративных, экономических, информационных расчетов, а также математического моделирования почвенных процессов, как в научных, так и в практических целях. В настоящее время свойства почвы характеризуются без учета их естественной вариабельности, хотя сама вариабельность является важной характеристикой протекания почвообразовательных процессов, поэтому актуальным является изучение ее, как закономерного проявления свойств в генетическом профиле, при различных факторах почвообразования и способах использования почвы. В современных физических представлениях о развитии сложных открытых систем подчеркивается фундаментальная. сущность вариабельности, " что приводит к определенным вероятностным законам; которым подчиняются их свойства (Николис," Пригожин,1990). Все это придает исследованиям и математическому описанию вариабельности почвенных признаков актуальное научно-методологическое, теоретическое и методическое значение.

Цель исследования. Изучение закономерностей вариабельности свойств почвы и вероятностно-статистическое моделирование для разработки статистических методов достоверной оценки состояния и изменений почв. Задачи исследования:

1. Выработать концептуальные математические и вероятностно-статистические модели вариабельности свойств почвы.

2. На основе массовых и экспериментальных фактических данных изучить ' закономерности вариабельности свойств почвы на разных уровнях организации: профильное распределение статистических характеристик вариабельности; чувствительность вариабельности к факторам почвообразования; устойчивость и изменчивость вариабельности при антропогенных процессах.

Методы и объект

Основной метод исследования - статистико-аналитический. Статистический анализ осуществлялся с использованием стандартных процедур известных пакетов программ, а также новых разработок факультета прикладной математики и информатики Новосибирского Государственного Технического Университета. Вероятностно-статистические распределения свойств почвы получены с использованием известных и новых методических подходов. Для нескольких десятков известных функций распределения по фактическим данным оценивались параметры по методу максимального правдоподобия. Робастность оценок параметров распределений обеспечена оптимальным группированием данных. Проверка множества гипотез осуществлялась с использованием нескольких статистических критериев согласия, что' обеспечило однозначный выбор функций распределения, наиболее близко аппроксимирующих фактические данные. Всего в работе проанализировано около шестисот выборок, идентификация .вероятностных, распределений проведена для более ста. В диссертации использованы материалы сплошных крупномасштабных исследований значительной территории (16 тыс.км2) каштановых почв юго-запада Кулундинской степи, сформированных на древних озерно-аллювиальных отложениях. Вариабельность свойств изучена в пределах почвенных разновидностей. Лабораторные исследования почвенных образцов выполнены по единым стандартным методикам. На основе полученной информации нами создан банк данных о свойствах почвы в индивидуальных профилях (около 4000 профилей). Объем полученных выборок составлял 50-600 значений. Фактические данные о флуктуациях свойств почвы на близких расстояниях, при выровненных факторах почвообразования, получены путем траншейных исследований. Научная новизна

Предложено выделять три категории изменчивости свойств почвы на каждом уровне организации: неоднородность, вариабельность и флуктуации в зависимости от выровненности факторов почвообразования.

Количественно изучена вариабельность свойств в пределах разновидностей каштановых почв в литокатене от песка рыхлого до среднего суглинка в автоморфных и полугидроморфных условиях. Показано, что гранулометрический состав является фактором, определяющим вариабельность почв, а вероятностно-статистические распределения содержания гранулометрических фракций определяются процессами литогенеза, дефляцией и почвенными процессами. Выявлена однотипность среднего соотношения фракций гранулометрического состава во всех разновидностях каштановых почв на одной территории аллювиального генезиса.

С использованием новых методических подходов определены математические функции и параметры вероятностных распределений свойств каштановой почвы различных разновидностей. Показано, что полученные функции адекватно отражают закономерности изменения вариабельности почвенных признаков в генетических горизонтах, при различиях факторов почвообразования, а так же при современных антропогенных процессах, то есть являются вероятностно-статистическими моделями свойств почвы. Это позволяет использовать эти функции в качестве статистического эталона для оценки состояния почвы, геологических, ландшафтных и антропогенных процессов с учетом ее вариабельности. Теоретическая значимость

Использование новых методических подходов к анализу распределений позволило перейти от эмпирических статистических к математическим функциям вероятностных распределений. Результаты статистического исследования показали, что вероятностные распределения свойств почвы описываются большим набором функций распределений: семейства Джонсона, семейства экспоненциальных.

экстремальных (минимального или максимального) значений, показательных, нормальных, Вейбулла, логнормальных, Коши и, в редких случаях - Накагами и бета-распределением 1-го рода. В диссертации обоснована закономерность «волны» вероятностных распределений почвенных свойств в зависимости от факторов и процессов почвообразования, заключающаяся в взаимосвязанном изменении сдвига, рассеяния и формы распределения. Это объясняет большое, разнообразие математических моделей распределений, и дает основу для дальнейшего построения более универсальной модели.

Модели вариабельности свойств почвы в пределах элементарных почвенных ареалов

V могут послужить базой для построения более общей модели почвенного покрова, и .необходимы для развития теоретических представлений о почве. Установлено, что вероятностные распределения почвенных признаков являются диагностическими характеристиками, позволяющими достоверно оценивать почвенные свойства, .с учетам всей их вариабельности. Это позволяет следить за почвенными процессами и изменениями состояния почвенных объектов. Защищаемые положения

1. Полной количественной характеристикой свойства почвы является характеристика его вариабельности, отражаемая математической функцией вероятностно-статистического распределения (ВСР).

2. ВСР свойств почвы характеризуются большим разнообразием математических функций, различающихся как по сдвигу, рассеянию, так и по форме. ВСР чутко реагируют на изменение факторов почвообразования, даже при близких интервалах варьирования. Небольшие изменения выражаются различием параметров распределений, при более существенных - меняется тип распределения.

3. Антропогенные процессы приводят к изменению математических функций и параметров ВСР свойств почвы. Анализ изменения ВСР дает информацию об устойчивости к изменениям локальных участков, что позволяет делать дифференцированную количественную оценку фактических изменений свойств почвы. Наблюдаются три основных варианта изменения ВСР свойств почвы: изменение вероятностей значений при постоянном интервале варьирования; сжатие или расползание распределения и сдвиг распределения.

Научно-прикладное значение и пути реализации

1. Статистические исследования в пределах одного подтипа каштановых почв, проведенные на основании большого массива данных, показали, что вариабельность свойств почвы в большой мере определяется гранулометрическим составом. В связи с этим в названии почвы предлагается характеристику гранулометрического состава приводить сразу после характеристики подтипа. „ >•

2. Вероятностно-статистические модели дают наглядную и компактную форму количественного описания свойств почв с учетом вариабельности. Многочисленные данные крупномасштабных и детальных почвенных обследований могут быть свернуты путем указания типов вероятностных распределений признаков и их параметров. По этим характеристикам легко восстановить сами кривые распределения и использовать для необходимых расчетов с точностью, которая другими способами недостижима. Вероятностно-статистические распределения дают возможность использовать вероятностные подходы (например, метод Монте-Карло) для имитационного математического моделирования почвенных процессов и информационных советующих систем.

3. Вероятностно-статистические модели свойств шести разновидностей каштановых и трех разновидностей лугово-каштановых почв юго-запада Кулундинской степи, полученные в работе, могут быть использованы для практических целей. Результаты исследования положены в основу банка данных о состоянии почв Кулундинской степи

и используются при создании математического и информационного обеспечения мониторинга почв

4 В результате статистического анализа большого массива фактических данных получены достоверные оценки изменения содержания гумуса и гранулометрических фракции в каштановых почвах при дефляций и почвозащитном земледелии Также выполнена оценка изменения содержания солеи обменных катионов и гранулометрических фракции год воздействием орошения слабоминерализованнои водой гидрокарбонатно натриевого состава

5 Концептуальная схема информационного и математического обеспечения мониторинга почв служит основой для создания системы банков данных математических методов и моделей обеспечивающих достоверность анализа и прогноза изменении свойств почв в результате современных антропогенных и естественных процессов

Вклад автора в разработку проблемы

Автором выполнена постановка задач исследования методологические и теоретические разработки моделей формирование банка данных статистическии анализ и обобщение результатов Полевые исследования пространственных флуктуации и вариабельности свойств почвы з также сбор данных проведен совместно с кбн Кузьминой БД Автор является инициатором и руководителем проекта "Исследование почвенной вариабельности и моделирование ее структуры и динамики РФФИ (N 94 04 11506) Апробация и публикация результатов исследовании

Результаты исследовании докладывались на региональных россииских и международных конференциях симпозиумах и съездах посвященных вопросам почвоведения экологии рационального природопользования на конференции "Ландшафтно-экологические основы природопользования и природоустроиства" в Целинограде (1989) на ученых советах ИПА СО РАН (1993 1996 2000) на научно-практическои конференции О создании единой региональной системы мониторинга окружающей природном среды и здоровья населения Сибири (1996) и Третьем россииско корейском симпозиуме по науке и технике (1999) в Новосибирске на Международной конференции стран Содружества "Экология и Физика поча" в Пущино (1992) на международных симпозиумах МОП "Genesis and Control of Fertility of satt affected soils" в Волгограде (1991) и "Sustainable managemerU of Salt affected soils in the arid ecosystem" в Каире (1997) на съездах Российского общества почвоведов в Санкт Петербурге (1996) и Суздале (2000) на международной конференции Проблемы антропогенного почвообразования* (1997) и Всероссийской конференции "Антропогенная деградация почв и почвенного покрова" (1998) в Москве Основные результаты исследовании по теме диссертации опубликованы в 34 работах из них 2 - в журнале "Почвоведение" на русском и аиглииском язьках Опубликована Ьрошюра с методическими рекомендациями "Анализ изменении свойств почвы по изменению их статистического распределения" Опубликована монография (2001) Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения 3 основных разделов в 7 главах научно практических предложении и выводов Работа изложена на 360 страницах включая 62 таблицы и иллюстрирована 61 рисунком Список использованнои литературы насчитывает 187 работ на русском и 40 работ на английском языке

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Раздел I Основы изучения вариабельности

Методологические и теоретические аспекты почвенной вариабельности (Глава 1)

Анализ научной литературы показал что за последние 40 лет как в русской науке так и в зарубежной проведены разноаспектные исследования почвенной вариабельности Развиваются методики для записи и хранения данных почвенных съемок, методы многомерной статистики численной и непрерывной классификации геостатистические методы мультимасштабные подходы фрактчпы и наконец

исследования, основанные на теории хаоса. Тем не - менее, вероятностно-статистическое представление о почве, о необходимости которого писал Е.А. Дмитриев (1995), все еще не является общедоступным, поэтому дальнейшие исследования вариабельности не менее актуальны. '

Современная методология рассмотрения открытых сложных систем, какой является почва, предполагает представления об их ■ иерархической организации. Иерархические уровни пространственной организации почв и почвенного покрова рассматривались в работах российских авторов [Розанов, 1983; Воронин, 1986; Фридланд, 1972; Годельман, 1991; Дмитриев 1993, а также в работах зарубежных авторов Wagenet, Bouma and Hutson, 1993; N.B.BIiss and Sh.W.Waltman, 1994 и других], при этом выделялись, как правило с некоторыми расхождениями, уровни организации: от молекулярного до планетарного. В таблице 1 представлены уровни пространственной иерархической организации почв и почвенного покрова, в которой за базовый уровень i выбран уровень 'почва". В нашем исследовании, опираясь на выделенные уровни, как матрицу, выделены уровни вариабельности.

Таблица 1

Иерархические уровни организации почв и почвенного покрова_

Уровень организации1 Факторы и процессы, определяющие пространственную вариабельность2

/' + 6 Планета Земля Космические, геологические.

/ + 5 Континенты Экзогенез

/ + 4 Страны, провинции Географическое положение

1 + 3 Почвенные регионы Климат, породы

/ + 2 Бассейны, катены Ландшафтные процессы, рельеф

1 + 1 Поле (полипедон)3 Агрогенные процессы, дефляция, эрозия

/ Почва (педон*) ! -1 Почвенный горизонт Факторы почвообразования, элементарные почвенные процессы

г - 2 Агрегатная структура Гранулометрический состав, содержание гумуса

/-3 Элементарные почвенные частицы Минералогия, дисперсность материала

г - 4 Молекулярная система Элементный состав минералов

Рассмотрение почв и почвенного покрова, как сложной многоуровневой системы, приводит к необходимости так же рассматривать и факторы, и процессы, определяющие почвенную вариабельность. Вариабельность почвы связана с колебаниями факторов почвообразования разного уровня организации, являясь количественным срезом проявления суммы почвообразовательных процессов, выраженных в пространстве. Разномасштабность почвенной вариабельности определяется разномасштабностъю химических, физически;«, биологических, геоморфологических и геологических процессов. Процессы и факторы нижних

1 По Bliss and Waltman,1S94

2 Обозначены фрагментарно к требуют доработки

3 Эл^.-ч^нт'еррьгп пэчьекный ареал (ЭЛА) по Фридланяу ' ' " i ■ ч wv. v nvv4

уровней организации вносят свои вклад в варьирование свойств почвы на более высоких уровнях организации в виде флуктуации Кроме того на каждом уровне действуют свои специфические причины вариабельности а именно колебания факторов данного уровня при большом размахе которых выделяются различные почвенные объекты В связи с этим нами предложено рассматривать три категории изменчивости свойств гочвы на каждом уровне организации неоднородность — при значительном изменении факторов почвообразования вариабельность - гри их незначительных колебаниях и флуктуации при выровненных факторах почвообразования(рис 1)

^ ---

Н Дг» И Т->

Е 1 \Л ~ Н

К

направ1вН1и и-^иенечи

Рисунок 1 Соотношение различных категории количественного варьирования

Неоднородность каштановых почв определяется различиями факторов почвообразования в пределах одной почвенно климатической зоны в зональном плане - усилением засушливости с севера на юго восток и континентальности с запада на восток, различиями почэообразующих пород и их генезиса На наследуемой территории неоднородность определяется геологическими закономерностями аккумуляции и переноса гранулометрических фракции при аллювиальном и эоловом генезисе приведшем к формированию различных литологических разновидностей

Основной причинои вариабельности почвы является чувствительность ее свойств к колебаниям факторов почвообразования особенно гранулометрического состава и микрорельефа которые существенно влияют на водный режим поступление органического вещества и более интенсивное проявление почвенных процессов Колебания факторов почвообразования определяют изначально парцеллярный характер почвенного покрова [Карпачевскии 1968] Процессы почвообразования приводят к тому что границы парцелл размываются а колебания свойств приобретают характер вариабельности Исследования вариабельности показали что при всей несомненной роли факторов их юпичесг^ъсни^ связь со

значениями почвенных свойств может быть небольшой и не строго детерминированной [Дмитриев, 1983].

Флуктуации свойств почвы определяются локальными количественными различиями проявления элементарных почвенных процессов, которые имеют место при выровненных факторах почвообразования. Флуктуации дает сам процесс почвообразования, поскольку многие микропроцессы, протекающие в почвах, такие как образование агрегатов, трещин, каналов, стохастичны. Гидродинамическая неустойчивость фронта движения влаги, даже в абсолютно однородных почвах, ^приводит к формированию внутри почвенного профиля "пальчатой" структуры [Смагин, 1999]. Многие почвообразовательные процессы идут не фронтально, а локально, с образованием в почвенном профиле микрозон, существенно различающихся по характеристикам ^¡Гаджиев^иу др., ^ 1988], что, в конечном итоге, приводит к варьированию количественных значений влажности, содержания веществ и других характеристик почвы на очень близких расстояниях. Кроме того, флуктуации усиливаются малыми колебаниями факторов, особенно гранулометрического состава.

Пространственные колебания и флуетуации приводят к тому, в каждой отдельной точке значения почвенного свойства различаются, причем одни значения характеризуются большей вероятностью, а другие меньшей. Зависимость вероятности (частоты) проявления значений свойства от самих этих значений описывается функцией вероятностного (статистического) распределения. Центральные значения, как правило, характеризуют наиболее вероятное проявление свойства, соответствующее тем условиям, когда процессы, его формирующие, сбалансированы при заданных факторах почвообразования. Крайние, менее вероятные, значения соответствуют тем условиям, когда причины, ведущие к убыванию, или к возрастанию, превалируют. Такое соотношение вероятностей приводит к тому, что чаще всего, кривые вероятностного распределения (в дифференциальном виде) имеют куполообразную форму.

Для того, чтобы представить изменение вероятностно-статистического распределения (ВСР) при протекании какого-либо процесса, ведущего к закономерному изменению количественного выражения почвенного свойства, рассмотрим модель на рисунке 2. Пусть аккумулятивный процесс V, спровоцированный каким-то изменением внешних условий естественного или антропогенного происхождения, приводит к возрастанию количественного выражения свойства X почвы, исходно имеющего симметричное распределение с небольшбй дисперсией (рис. 2 А).

Тогда значительный рост дисперсии и правая асимметричность (рис. 2 Б) реализации свойства Х(Х1,Х2,...,Хп) в пространстве свидетельствует о том, что небольшая часть значений X, существенно превышающих моду, соответствует участкам почвенного покрова, проявляющим отзывчивость на данное изменение внешней среды. В то же время, основная часть значений X сохраняет "небольшие" величины, вследствие того, что участки почвенного покрова, которым соответствуют эти значения, проявляют несколько большую устойчивость к воздействию." Следовательно, возникшая правая асимметричность ВСР говорит о слабом распространении или начальной стадии развития процесса У на исследуемой территории. При постоянных внешних условиях, провоцирующих развитие процесса У, статистическое распределение свойства X примет симметричную форму с большей дисперсией (рис. 2 В).

1'пС)Мок 2 Модель тмснснкя вероятностно-статистического распределен ы АД- этапы изменения

Если дальнейшее развитие процесса У возможно то левая асимметричность распределения (рис 2 Г) свидетельствует о приближении к предельному пространственному распространению процесса Верхняя граница варьирования в гаком случае достигая своего предела не возрастает а основная часть значении группируется вокруг своей моды располагающейся в верхней части возможного интервала варьирования Дальнейшее развитие процесса приведет к уменьшению разброса значении а форма распределения при этом станет ближе к симметричнои (рис 2 Д), что при небольшой дисперсии говорит о законченности процесса на исследуемои территории При рассмотрении процесса ведущего к убыванию порядок смены формы распределения обратный (рис 2 Д А)

Таким образом наличие предела фиксирует верхнюю или нижнюю ветвь вероятностно статистического распределения и тогда при изменении другой ветви существенно меняется его форма Происходит своеобразная "волна" распределения При этом меняются его статистические показатели среднее дисперсия асимметрия эксцесс Следовательно по поведению ВСР можно диагностировать естественные возможные пределы изменения

Резюме Фундаментальная сущность вероятностно-статистических расгределении обусловлена тем что они являются структурными характеристиками статистических систем и характеризуют целостные свойства системы показывая при этом как отдельные ее элементы соотносятся с целым Распределения выступают как основа

своеобразного системного статистического видения мира. Рассмотренная модель изменения вероятностно-статистического распределения при протекании процессов говорит о том, что форма распределений одного и того же свойства может быть очень разнообразной. В почвоведении, как впрочем, и во многих других областях науки, математические функции вероятностно-статистических распределений признаков пока доподлинно не известны или не обоснованы. Своим исследованием мы попытались ликвидировать этот пробел - в главах 4, 5, 6 и 7 проведен анализ и идентификация математических функций вероятностно-статистических распределений различных свойств каштановых и лугово-каштановых почв. Объект и методика исследования (глава 2)

Объектом исследования в нашей работе является вариабельность свойств каштановой, почвы. Современными методами математической статистики были детально проанализированы архивные данные крупномасштабных почвенных обследований значительной территории. Почвенные исследования проводились на территории площадью около 16 тыс. кв км (около 200 км с севера на юг и 80 км с запада на восток), которая расположена в юго-западной части Кулундинской степи (Рисунок 3). Климат здесь отличается засушливостью и континентальностью. Рельеф представляет собой слабо-полого-волнистую равнину. Почвенный покров на 70% представлен каштановым почвами и на 30% - пугово-каштановыми., луговыми, солонцами и солончаками разной степени гидроморфности.

Схема расположения территории исследования

Рисунок 3. Схема расположения территории исследования

Каштановые почвы характеризуются значительной пестротой по гранулометрическому составу: здесь распространены почвы от рыхло-песчаной до среднесуглинистой разновидности, что является следствием озерно-аллювиального генезиса территории.

Наиболее распространенными из них являются супесчаные и легкосуглинистые почвы, которые имеют хорошо и равномерно окрашенный гумусовый горизонт с равномерным уплотнением и глубоким вскипанием. С увеличением содержания физической глины доля глубоковскипающих почв падает до 20 % за счет увеличения доли обыкновенных. Содержание гумуса в исследуемых почвах 1-3 %, в зависимости от разновидности. Гранулометрический состав в значительной мере определяет физические свойства и водный режим, что в случае незасопенных пород и автоморфности, определяет химические свойства почвы. Емкость обмена от 7 до 25 мг.экв. на 100 г почвы, в составе поглощенных оснований доминирует кальций - 75-80 %, магний составляет 20-25 %, а натрий - менее 1 %. Физические свойства верхних горизонтов каштановых почв удовлетворительные. Скважность достигает 48-50 %, максимальная гигроскопичность 1-5 % при молекулярной влагоемкости 9—12 %, полевая влагоемкость 16-22 % (Панфилов, 1973).

Изучение флуктуаций свойств проводилось нами "'траншейным способом. Траншеи длиной 6 метров закладывались на каштановой супесчаной почве в абсолютно выровненных условиях (по литологии, микрорельефу, растительности, обработке) на различных вариантах использования (целина, пашня, орошаемая пашня) и вскрывали все генетические горизонты. Образцы отбирались из каждого горизонта в 20-22-кратной повторности (рисунок 4). Химические анализы были выполнены в стандартизованной лаборатории, где ошибка анализов не превышала 10%. Фактическая дисперсия свойств во много раз превышает ошибки лабораторных опытов, являясь показателем пространственного варьирования.

Горизонт А

В1 В2

ВС

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Рисунок 4. Схема траншейного исследования

Вариабельность почв изучалась по массовым данным сплошных крупномасштабных почвенных исследований (масштаб 1:25000), проводимых в различное время, на одной и той же территории, по стандартным методикам: материалы почвенно-дефляционного обследования 1965 года; почвенной съемки 1975 года; а так же двух почвенно-мелиоративных обследований на орошаемых массивах в 1982 и 1989 гг. Все полученные результаты лабораторных анализов послужили основой банка данных. Банк данных представляет собой совокупность баз данных, в которых хранится информация обо всех почвенных профилях, в различные

моменты времени, при различном состоянии почв. Информационные записи соответствуют отдельным генетическим горизонтам или слоям почвы, а информационные поля - почвенным свойствам, а именно: содержание гумуса, содержание фракций гранулометрического состава, мощность горизонтов,' содержание солей, pH и другие. База данных по траншейным исследованиям содержит информацию по 120 почвенным профилям. Базы почвенных данных по 65,' 75 году, а также по орошаемым почвам в 82 и 89 годах содержат информацию по 1000 профилям каждая.

Перед проведением статистического анализа данные в пределах подтипа почвы были сгруппированы, основываясь на почвенно-генетических принципах. Анализ статистических характеристик свойств почвы и их вероятностно-статистических распределений был проведен в пределах почвенных разновидностей, как наиболее однородных единиц почвенного покрова. Правильность такой группировки была подтверждена унимодальностью полученных вероятностно-статистических распределений свойств.

Важным методическим моментом является способ количественного отражения вариабельности. Этот вопрос недостаточно изучен, поэтому в своей работе ■ мы использовали разные количественные показатели величины варьирования: стандартное отклонение (или дисперсия), коэффициент вариации, интервал варьирования (отрезок между минимумом и максимумом), межквартильный размах (отрезок, отделяющий 50% центральной части выборки). В работе анализировались следующие показатели: m - среднее значение, s — стандартное отклонение, CV — коэффициент вариации, А — коэффициент асимметрии, Е — коэффициент эксцесса, min - минимум, тах - максимум, Q25 - нижний квартиль, Q75 — верхний квартиль, а также нижний и верхний дециль.

Для исследования статистических распределений в работе использовались два подхода: во-первых, судили о его форме по таким выборочным характеристикам как среднее значение, дисперсия, коэффициенты асимметрии и эксцесса, выборочным квантипям различной дробности. Использование больших выборок давало право судить о форме вероятностного распределения по этим характеристикам и уверенность в том, что полученные оценки дают значения близкие к генеральным значениям.

Второй подход заключался в идентификации вероятностных распределений (Лемешко, 1995) по фактическим данным, характеризующим вариабельность свойств почвы в пределах разновидностей (Михеева, Кузьмина, 2000). При этом для нескольких десятков известных математических функций распределений по фактическим данным находились оценки параметров максимального правдоподобия. Робастность оценок параметров обеспечивалась оптимальным группированием данных. Гипотезы о согласии выборочного и теоретического распределения проверялись по шести параметрическим и непараметрическим критериям (х2 Пирсона, отношения правдоподобия, Колмогорова, Смирнова, критериев о2 и Ог Мизеса). По совокупности значений статистик этих критериев выбиралось единственное

вероятностное распределение наиболее близко аппроксимирующее фактические данные, вероятность этого получалась как правило больше 0 98

В таблице 2 приведены функции плотности вероятностных распределении наиболее часто определяемых в нашем исследовании где f(x) - функция плотности вероятностного распределения величины х 0о t)s параметры которые

характеризуют сдвиг рассеяние и форму распределения (набор параметров у каждого распределения свои) Сдвиг (аналог среднего значения) характеризует положение кривои вероятностного распределения на оси абсцисс по которой изменяются значения признака рассеяние (аналог дисперсии) характеризует степень разброса значении параметры формы (если они есть) имеют разную интерпретацию в случае разных распределении например у экспоненциапьных распределении параметр формы характеризует степень сжатости или растянутости центра распределения

Проведенное исследование вероятностных распределении свойств почвы в пределах разновидностей позволило определить функции и параметры распределении наиболее точно описывающие статистические данные по почвенным свойствам Это позволяет обоснованно рассматривать эти функции как вероятностно-статистические модели или статистические эталоны (ВСР этапоны) свойств почвы

РАЗДЕЛ II ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ СВОЙСТВО ПОЧВЫ Использование концепции иерархических уровней (Гпава 1) позволяет рассматривать почвенный покров на разных уровнях организации а иерархическим дисперсионныи подход [Дмитриев 1978] - рассматривать составляющие варьирования как условно независимые Исходя из этого дисперсия свойства почвы в пределах однородного объекта (ЭПА) на уровне i+1 может Ьыть представлена в виде суммы дисперсии

(1) а2 и - <т\ + агф + <у2„ + ег ^ где

<т , - дисперсия определяемая варьированием вызванным локальной неоднородностью элементарных почвенных процессов при выровненных факторах почвообразования образование пор трещин конкреции микрозон в пределах почвенного профиля и т п Эта дисперсия отражает количественные флуктуации свойства почвы

а1 ф отражает меру варьирования почвенного свойства вследствие микроколебании факторов почвообразования которые не выводят за рамки таксономической единицы генетической классификации но в то же время позволяют выделение контуров по данному свойству в пределах ЭПА в Ьолее детальном масштабе или при других классификационных критериях аг о -дисперсия определяемая неоднородностью почвенного свойства вследствие неоднородности антропогенного фактора На целине это слагаемое равно нулю <т оф - определяется неоднородностью почвы вследствие разной "инерционности отдельных участков почвенного покрова по отношению к антропогенному фактору Выражение (1) позволило оценить долю составляющих ст и сг ф в суммарной вариабельности a .i что будет рассмотрено ниже

Таблица 2.

Функции плотности наиболее часто определяемых статистических распределений ■ •

Название Функция плотности

Эи-Джонсона /(,)=_7Л=_ехГЬ 1 >г

Семейство Экспоненциальных N .

Двойное показательное ЛдО^ехй-*^ -в^^-хв,))

Максимального Значения ^Н-ТЧТ)}

Минимального Значения'

Нормальное

1_п-нормальное /(*) = -1 п* хВ^л

1_д-нормальное /(х) = 1 е^У'^ х&^КУПя

Вейбулпа

Коши в

Накагами

Вариабельность свойств каштановой почвы в предельно однородных условиях почвообразования(Глава 3)

Флуктуации свойств почвы в выровненных условиях изучались на основе траншейного исследования в генетических горизонтах целиннои неорошаемой пахотной и длительно орошаемой каштановой супесчаной почвы В диссертации обсуждаются все статистические показатеги этого варьирования в таблице 3 приведены оценки дисперсии

Таблица 3

Дисперсия* флуктуации свойств каштановой супесчаной почвы _горизонт А_____ горизонт В1 _ _

Признак Целина Пашня Орошение Целина | Пашня Орошение | — 5Г

Мощность горизонта см 2 86 2 49 2 31 2 75 2 13

Содержание гумуса 0 27 0 11 0 0^ 0 11 0С9 0 11

Содержание ила % О 7 06 06 08 1 1 1

Содержание сопеи 0 006 0 002 0 005 0 004 0 004 0 016

РН 0 12 0 13 0 19 02 0 14 0 11

ЕКО мгмана 100г 0 41 03 0 43 0 81 0 86 1 07

Содержание обменного Ыа. % 0 15 0 17 0 94 0 27 0 14 17

Содержание обменного Са 296 2 08 2,1 364 294 22

Содержание мелкого песка "о 2 14 2 83 2 08 1 43 4 23 5 55

горизонт В2 горизонт ВС

Признак Целина Пашня Орошение Целина Пашня Орошение

Мощность горизонта см 2 11 5 88 5JJ 1 66 1 83 11 е>

Содержание гумуса ° » 0 09 006 011 не опр не опр Не опр

Содержание ила % 1 1 2 , 4 1 2 42

Содержание солеи % 0 01 0 007 0 022 0 008 0 005 0 082

РН 0 38 018 0 43 0 73 0 1 0 24

ЕКО мг экв на ЮОг 1 47 0 92 1 33 0Б2 0 95 3 22

Содержание обменного N3 % 0 37 0 49 | 2 34 0 76 0 41 1 41

Содержание обменного Са % 5 21 5 85 6 не опр не опр не опр

Содержание мелкою песка % 6 И 3 16 ' 85 4 09 j 8 52 9 03

'стандартные отклонения

Из данных (Табл 3) видно что дисперсия флуктуации мощности горизонтов в целиннои почве плавно снижается вниз по профилю В пахотных почвах резко возрастает дисперсия мощности горизонта В2 а на орошении и горизонта ВС Следовательно дисперсия флуктуации мощности иллювиальных горизонтов зависит от способа использования почвы и фактически определяется водным режимом Дисперсия флуктуации содержания гумуса в горизонте А целиннои почвы максимальна вследствие неравномерности поступления органического вещества В горизонтах В1 и В2 эта дисперсия значительно меньше В пахотных почвах в горизонте А пах размер флуктуации гумуса резко сокращается особенно при орошении Это объясняется механическим перемешиванием и равномерным протачиванием верхних горизонтов В неорошаемой пахотной гочзе дисперсия флуктуации гумуса вниз го

профилю уменьшается, а в орошаемой, наоборот, возрастает, вследствие внутрипрофильного перемещения гумуса под действием щелочной поливной воды. Дисперсия содержания солей в горизонте А пахотной почвы существенно снижается по сравнению с целиной, а на орошении резко возрастает. В первом случае - это результат перемешивания и более равномерного промачивания осадками, во втором - привноса солей со слабоминерализованной поливной водой. Дисперсии флуктуаций содержания солей резко возрастают в более глубоких горизонтах. Дисперсия содержания гранулометрических фракций существенно уменьшается вверх по профилю на всех типах использования, следовательно, почвообразование приводит к сглаживанию флукгуаций гранулометрического состава. В верхнем горизонте дисперсии содержания фракций почти не зависят от их средних значений, то есть, проявляется гомогенизирующая роль почвообразования. Анализ показал, что флуктуации свойств почвы,. их профильное распределение зависят от условий почвообразования и способа использования и, по сути, являются генетическим признаком почвы. В почве подверженной антропогенному воздействию доля флуктуации почвенных свойств в суммарной вариабельности снижается, а роль колебаний факторов почвообразования возрастает.

Сопоставление количественных показателей флукгуаций и вариабельности (таблица 4) показывает, что флуктуации свойств существенно меньше.

Таблица 4

Сопоставление показателей флуктуаций и вариабельности свойств в горизонте А

каштановой супесчаной почвы

Показатель Диапазон варьирования Коэффициент вариации, % Дисперсия F* Вклад дисперсии флуктуаций

флуктуации 8ариаб-ть флуктуации вармаб-ть флуктуации вэриэб-тъ

Мощность горизонта, см 18-28 11.0-35.0 11 34 2.49 6,9 7,7 36%

Содержание гумуса. % 1,26-1,74 0.8-2.61 7 21 0.11 0.31 7,9 35%

Содержание ила, % 10,8-13.0 4,7-13.2 5 15 0,6 1,51 6.3 40%

РН 6,3-6,9 2 4 0,13 0,27 L. 43 48%

ЕКО. мг.эив/ЮОг 10,7-11,7 7.7-16.0 3 18 0,3 2 44.4 15%

Содерж. обмен. Са, мг.эке 8.6-9,8 6.1-14.2 3 20 0,39 1,61 17,0 24%

Содерж. обмен. Ыа, мг.экв 0,14-0,22 0,01-0,39 12 125 0.02 0.1 25,0 20%

Содерж. сопей, % 0.013-0.02 17,0-19,3 12 30 0.002 0.01 25.0 20%

Содерж.физ. глины.% 15-20 7 8 0.62 1.46 5.5 42%

Содерж. крупн. песка,% 13,0-19,4 2.0-44.6 10 34 1,69 8.22 23,7 21%

Содерж. мелкого песка.% 53.6-65.7 37.4-73,2 5 20 2.83 9.23 10,6 31%

*Р-критерий Фишера

чем вариабельность, в пределах разновидности почвы. В горизонте А каштановой супесчаной почвы дисперсия флуктуаций составляет 20-40% от дисперсии вариабельности.

Резюме. Вариабельность свойств почвы внутри элементарных почвенных ареалов на 20-40% определяется локальными флуктуациями элементарных почвенных процессов и на 60-80% колебаниями факторов почвообразования, что соответствует золотому сечению.

Вариабельность и вероятностно-статистические модели свойств каштановой и пугово-каштановои почвы в пределах элементарных почвенных ареалов {Глава

Колебания содержания фракции гранулометрического состава один из факторов определяющий неоднородность вариабельность и флуктуации почвы Причинои этих колебании является естественная попигенетичность

гранулометрического состава и наличие водных и эоловых фаз в истории развития территории Одновременное с почвообразованием протекание процессов ветровой эрозии (антропогенной и геологической) приводит к сортировке гранулометрических фракции Колебания в содержании гранулометрических фракции как известно вызывают различие характеристик алагоудерживания и влагопроводности кг следовательно водного режима что влечет за собой колебания других почвенных свойств Придавая особое значение структуре гранулометрического состава были исследованы соотношения всех фракции во всех разновидностях каштановои почвы При этом оказалось что все разновидности имеют устойчивую одинаковую кривую соотношения фракции что дает основание считать это соотношение формупои гранулометрического состава (рисунокб)

Разновиднсм/п (

~рыхло песчаная — связно песчаная легко супесчаная гязкело супесчаная

-1егкосуглинистая

-средне^углинистэя

пьль песок песок крупная мепкии крупньи

Гранулометрические фракции (по Кзчинскому)

Рисунок 5 Средние значения содержания фракции в разновидностях каштановых лочв (формула гранулометрического состава)

Кривая имеет четко выраженный для всех разновидностей минимум - содержание средней пыли и максимум - содержание мелкого песка Хотя соотношение фракции гранулометрического состава однотипно во всех разновидностях но в то же время содержание всех фракции существенно и неодинаково варьирует в пределах разновидностей (Михеева Кузьмина 2000) В большей степени варьируют крупные фракции что связано с аллювиальным происхождением почвообразующих пород и

дефляционными периодами в генезисе каштановых почв. В работе изучались • статистические характеристики содержания гранулометрических фракций во всех . разновидностях каштановых почв, в таблице 5 они представлены на примере каштановой тяжело-супесчаной почвы.

Таблица 5 .

Статистические характеристики содержания гранулометрических фракций _в каштановой тяжепо-супесчаной почве_- _ ■

илистая мелкая средняя физ. глина крупная I мелкий крупный

фракция пыль пыль пыпь | песок песок

горизонт А (п=685}

м 7,89 5,85 3,69 17,39 9,26 '46,74 24,11

э 1,51 1,49 1.46 1,46 . 3.75 9,23 8,22

СУ.% 15 25 40 8 41 20 ■ .34 !

Мя> аз 1,04 0,1 15 0,16 ' 9,4 5.5

Мах 17,05 13,7 14,12 20- 42,6 72,71 62,18

Мах-тю 13,85 12,66 14,02 5 42,44 63,31 56.68

Ог-, 6,95 5 2,8 .16,1. 7,27 41 18,22

От* 8,73 6,78 4,32 18,7 10,69 53,16 28.72

075-425 1,78 1,78 1.52 2,6 3,42 12,16 10.5

А 0,68* 0,01 . 1,62* 0,12 3,1* -0,54* . 0.77*

Е 2,74* . _.г„67Г- . 6.79*.,.. . -1.24* . 22,4*. 0.63* Мини м ал ь наго 1,12* Эй-

Гни ВСР Зи-Джонсона Би-Джонсона значения Джонсона

. - Горизонгд В1 (77=685)

м 10,68 5,86 3,65 20.2 9.61 . 45.14 23,18

в 2,93 1,67 1.5 3,62 3,44- 8,58 "7,36

СУ.% 27 29 41 18 36 ' 19 . 32

Мт 1,2 1,19 0,16 11.6 0,95 ■ 9,5 5,9

тах 26,65 15,2 10,8 38,15 47,5 71 51,9

Мах-тт 25.45 14,01 10,64 26,55 ' 45,55 61,5 46

Оа 8,77 4,82 2,75 17,5 7,53 39,08 17,6

О« 12,48 6,78 4,37 22,3 11.15 51,3 27.9

3,71 1,96 1,62 4.8 3.62 12,22 10,3

А 0.6* 0,67* 1.3* 0.7* 2.71* -0,29* 0,41*

Е 1,59* 2,8* 3.5* 1,2* 24* -0,1 Минимального 0,25

Тип ВСР ви-Джонсона £и-Джонсока значения Вейбулла

горизонт С (слой 100-150см) п-109

М 9,68 3,61 - 1,44 . .. 4,73 61,84 . 18,53

Б 2,46 1,73 . 0,98 . . 2,72 8,26 9,31

Мт 1,74 0,28 0,07 0,28 14,93 4,64

тах . 17,16 9.19 5,22 13,48 76.51 69

Примечание. Заездочкой здесь и далее в таблицах обозначены статистически значимые коэффициенты асимметрии и эксцесса ■ 1

. , Особенностью вероятностно-статистических распределений (ВСР) содержания гранулометрических. фракций . является узкая центральная часть, что вызывает статистически значимый.коэффициент эксцесса, а также наличие асимметрии. Тип распределения содержания илистых и пылеватых фракций, в основном, ви-Джонсона, 'мелкого песка —.распределение минимального значения,.а крупного — Вейбулла. Характерная черта, почвообразования в засушливых степях — расчленение профиля по содержанию - ила^ отражается различием ВСР .содержания...илистой фракции в

горизонтах А и В1 как по сдвигу так и по рассеянию (Рис 6) В то же время ВСР содержания пылеватых частиц в этих горизонтах очень близки Исследование ВСР содержания фракций песка показывает что на них оказывают влияние дефляционные процессы для мелкого песка это отражается сдвигом для крупного - изменением

Содержание Фоакцщд. % [ Рисунок б Вероятностно-статистические распределения содержания гранулометрических фракции в горизонтах А и В1 каштановой тяжело супесчаной почвы (тип и параметры распределении здесь и далее -смотри в диссертации Табл 4 24)

На рисунке 7 видно что вероятностно статистические распределения гранулометрических фракции в каштановых почвах одной разновидности в двух соседних геоморфологических районах отличающихся по абсолютным отметкам и геологическому возрасту (0,г(!\/) и Огз(Ш) - Варламов и др 1975) довольно существенно различаются хотя по средним значениям различие невелико Отмеченный сдвиг между распределениями содержания мелкого и крупного песка в этих двух районах по-видимому связан с более быстрым и ранним обсыханием южной, более повышенной части территории Центр ВСР содержания мелкого песка в почвах пониженной части территории имеет пикообразную форму что связано с

аккумуляцией частиц этой фракции, при этом выделяется «ядро» значений признака, очень близких к среднему.

О 9.12 19.25 27.3« 36.3 43.62 54.75 &э.»в 73

Содержание Лоакиии, %

Рисунок 7. Вероятностно-статистические распределения содержания фракций физического песка в горизонте А каштановой супесчаной почвы двух соседних геоморфологических районов

В каштановой и лугово-каштановой почве одной разновидности (Рис. 8) ВСР содержания гранулометрических фракций так же существенно различаются, причиной этого является аккумуляция частиц в нижней части склонов, то есть в лугово-каштаноеых почвах. ае/Ох

О. 33 •

О. 34

о.зо

О. 36 О. 23 0.19 0.13 0.11 О.О? О.ОЗ

" Ц Каштановая

Ж

Дугово-каштановая

Содержание илистой фиакнии, %

Рисунок 8. Вероятностно-статистические распределения содержания илистой фракции в горизонте А каштановой и лугово-каштановой почвы легкосуглинистой разновидности.

Резюме. Вероятностно-статистические распределения содержания частиц гранулометрических фракций определяются процессами литогенеза, почвообразования и дефляции и адекватно отражают суммарный результат этих процессов. Близкие между собой почвы различаются не, столько средними значениями или интервалом варьирования, а сколько вероятностно-статистическим распределением, поэтому сравнение ВСР является более тонким методом оценки почв;.

Содержание гумуса

Функциональная зависимость между содержанием гумуса и фракциями физической глины вызывает необходимость сравнивать и оценивать изменения почв под влиянием антропогенных и естественных процессов для отдельных разновидностей. На рисунке 9 приведена зависимость содержания гумуса и его варьирования от разновидности в каштановых почвах, которая еще сильнее выражена в лугово-каштановых почвах.

Рисунок 9. Среднее значение и стандартное отклонение | содержания гумуса в разновидностях каштановых почв 3

песок песок супесь супесь легкий средний

рыхлый связный легкая тяжелая суглинок суглинок

Уравнение линейной регрессии - содержания гумуса и' физической глины для исследованных почв: (содержание гумуса, %) = 0.49 * 0,06 (содержание физической глины, %). Ранговый коэффициент корреляции по Спирману равен 0,74. Коэффициент корреляции, вычисляемый как корреляционный момент, равен 0,67. Эти различия, а также не очень высокие значения коэффициента корреляции, между физически тесно связанными величинами, объясняются тем, что их вероятностно-статистические распределения отличаются от нормального и при утяжелении гранулометрического состава зависимость отклоняется от линейной. Поэтому, в общем случае, предпочтительно вычисление показателей связи, не зависящих от типа распределения, например конкоров.

Из таолицы 6 видно что болев легким разновидностям почв характерно не только меньшее содержание гумуса но и меньшим его разброс Более сильная аэрация в легких почвах по-видимому обуславливает быструю минерализацию органических остатков и играет выравнивающую роль В суглинистых разновидностях интервал варьирования и межквартильныи размах расширяются дисперсия а следовательно количественное разнообразие увеличивается но коэффициент вариации не отражает этой закономерности в силу пропорционального роста среднего значения и дисперсии В этом случае ВСР будет более информативно

Таблица б

Сгатистическ/е характеристики содержания гумуса в разновидностях каштановых гочв [ Песок Песок Супесь Супесь Легкии Средний

рь хль.и Связный легкая тяжелая суглинок Суглинок

Вероятностно статистические распределения содержания гумуса различаются в генетических горизонтах как по сдвигу рассеянию так и по типу распределения (рис 10) ВСР характеризуются узким центром и асимметрией (двойное гоказатепьное Эй Джонсона) за исключением тяжело-супесчаной разновидности (двойное экспоненциальное) в которой отсутствие асимметрии распределения свидетельствует о пространственной уравновешенности аккумулятивных и элювиальных процессов В разновидностях ВСР содержания гумуса существенно перекрываются особенно в горизонте В1 где количественные различия определяются небольшим сдвигом и увеличением разброса при одном типе

распределения. В среднесуглинистой разновидности ВСР сдвинуто относительно других сильнее и в горизонте В1 отличается очень широким центром распределения.

Содержание гумуса, %

Рисунок 10. Вероятностно-статистические распределения содержания гумуса в

разновидностях каштановых почв

Небольшие различия климатических показателей в Успенском и Щербактинском районах (между ними 80-100 км с севера на юг) закономерно отражаются на вероятностно-статистических распределениях содержания гумуса (Рисунок 11). В более южном районе уменьшается вероятность повышенных значений содержания гумуса, а пониженных — возрастает, при этом правая ветвь распределения несколько сдвигается влево, за счет чего сужается его центр. Доказать такие небольшие, но достоверные различия основываясь на отдельных значениях, или интервалах варьирования сложно, тогда как сравнение статистических распределений в целом дает закономерную и наглядную картину различий.

Сод~ргзние г/муса, %

Рисунок 11 Сравнение вероятностно-статистических распределении содержания гумуса в горизонте А каштановой тяжело-супесчаной почвы в двух районах (Успенским севернее на 80 100км)

Сопоставление ВСР содержания гумуса в каштановой и лугово-каштановои почве (Рис 12) показывает что с повышением увлажнения оно становится ближе к симметричному с довольно широким центром В горизонте А каштановой почвы распределение идентифицируется как Эй Джонсона а в лугово-каштановои. как 1п-нормальное При небольшом сдвиге интервала варьирования увеличивается рассеяние и изменяется форма ВСР - имеет место "волна" вероятностей Контрастное различие ВСР содержания гумуса в горизонте В1 связано с большей контрастностью профиля лугово каштановой почвы по содержанию ила

Содержание г>м\са, % Рисунок 12 Сравнение вероятностно-статистических распределении содержания гумуса в каштановой и лугово-каштановои легхосуглинисгои почве

Асимметрия и эксцесс ВСР содержания гумуса в почвах степной зоны вызваны тем, что само это содержание невелико и близко к своему нижнему пределу. При нарастании содержания гумуса в связи с утяжелением гранулометрического состава, усиления гидроморфизма, а также в зональном аспекте, происходит не только сдвиг распределения, но и увеличение дисперсии при изменении асимметрии и эксцесса, то есть проявляется "волна" вероятностно-статистического распределения (рис13).

Рис.13 Волна вероятностно-статистического распределения содержания гумуса (1-6 названия почвы, тип и параметры распределения в таблице 7)

Таблица 7.

Почва Тип распределения Параметры

1 Каштановая супесчаная Ей-Джонсона =-1,07 6», = 2,39 6>2 =0,57 6», =1,27

2 Каштановая легкосуглинистая Максимального значения 0$ =0,38 01 — 1,83

3 Лугово-каштановая легкосуглинистая ^-нормальное 0О -0,9 0, = О.21

4 Чернозем* выщелоченный среднесуглинистый (колочная степь) Нормальное 0О = 5,11 ¿»,=1,25

5 Чернозем выщелоченный среднесуглинистый (лесостепь) Нормальное 0О =5,95 =2,3

6 Чернозем оподзоленный среднесуглинистый (лесостепь) Минимального значения =6,81 0, =1.6

•Статистические параметры содержания гумуса в черноземах по Л.М.Бурлаховой, 1984

Вероятностно-статистические распределения мощности гумусового горизонта каштановых почв, как видно из рисунка 14 а, отличаются в разновидностях,-, что

объясняется изменением фильтрационных свойств в зависимости от

гранулометрического состава Изменение типа ВСР в легкосуглинистои разновидности связано с увеличением структурности и агрегироаанности почвы Во всех разновидностях каштановых и лугово-каштановых почв тип вероятностно-статистического распределения рН одинаковым - двойное экспоненциальное когичествеччые различия связанные с изменением гранулометрического состава носят закономернь и характер и заключаются в изменении параметров формы распределения (рис )4 б) ВСР содержания солеи идентифицируются как распределения Su Джонсона с различающимися параметрами С утяжелением гранулометрического состава ВСР закономерно сдвигается в сторону повышения вероятности более вьсоких значении (рис 14 в)

Резюме Проведенный впервые на большом количестве данных анализ вероятностно-статистических распределении свойств по^вы показал что они представляют собой математические функции наиболее близко по статистическим критериям описывающие вероятности встречаемости значении свои ств следовательно являются математической моделью вариабельности ВСР закономерны и адекватно реагируют на изменения почв даже при довольно близких условиях что отражает непрерьаную сущность генетической зависимости свойств почвы от факторов и процессов псчвоооразования Вероятностно-статистические распределения свойств почвы в пределах разновидности следует использовать при диагностике и оценке современных антропогенных и природных процессов а качестве статистического от^пона

РАЗДЕЛ Ш УСТОЙЧИВОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОЧВЕННОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ПРИ СОВРЕМЕННЫХ ПРОЦЕССАХ

Изменения гочв неизбежны при активном их использовании а также в результате естественных климатических циклов и трендов (Антропогенная деградация 19Q8) В этой связи полная точная достоверная количественная оценка изменении почв необходима не только для мониторинга в научных целях но и для проведения оценочных мелиоративных и других хозяйственных мероприятии

Количественная оценка изменении почв по отдельным почвенным профилям не дает достоверного ответа гзк как различия между ними могут отражать лишь локальные различия (или локальную динамику) и быть следствием вариабельности Оценка изменении почв с помощью классификационных пределов слишком грубая поскольку эти пределы довольно широкие существенно пересекаются и не связаны с определенными породами кроме того почвы проявляют буферностъ и инерционность три изменениях во времени Оценка изменении почв по средним значениям признаков также не дзет полной картины так как они могут происходить и без существенного сдвига центральных значении Исходя из вышесказанного мы считаем что наиболее точную и достоверную количественную оценку изменении почв можно сделать только по всей вариабельности признаков то есть по их вероятностно статистическим распределениям В этсм разделе проанализированы изменения вероятностно-статистических распределении свойств каштановых почв произошедшие в результате дефляции длительного использования в условиях почвозащитного земледелия и при орошении слабоминерализованнои водой

Рисунок 14. Законом ерности статистических распределений свойств почвы

а) мощность горизонта А

б)рН

в) содержание солей

Обозначения на рисунке:

1-каштановая легкосупесчаная;

2-каштановая тяжелосупесчаная;

3-каштановая легкосуглиннстая;

4-лугово-каштановая легкосуглиннстая.

6,2

6,5

6,7

7,0 7,2

7,5

7,7

Содержание солей, %

Влияние дефляции и длительного использования в пашне на вероятностно статистические распределения содержания фракции гранулометрического состава и

гумуса (Глава 5 и 6)

После тотальной распашки целины в 50 60-е годы совпавшие с максимумом ветровой активности на исследуемои территории проявились дефляционные процессы Дефляция - пространственно распространенный процесс поэтому невозможно дать достоверную количественную оценку потерь и нарушения почвы на определенной территории без учета вариабельности как бывшей до начала дефляции так и сложившейся после нее Наличие участков сноса и аккумуляции частиц приводит к изменению вероятностно статистических распределении содержания фракции что отражает бапанс территории Сдвиг распределения говорит об изменении содержания частиц данной фракции на всей территории

Анализ ВСР содержания гранулометрических фракции в дефлированных и недефлированных почвах показал что содержание илистых и мелкопылеватых частиц при дефляции изменилось мало то есть отчуждения тонких фракций с дефлируемых почв на исследуемои территории не происходило (рис 15) За десять лет после остановки дефляции (в 1975г) ВСР содержания илистои фракции претерпело небольшой сдвиг и уменьшение рассеяния то есть произошло повышение гомогенности пахотного горизонта по содержанию ила

Содержание ь ли-тси фрак^и1 %

Рисунок 15 Изменение ВСР содержания илистои фракции в горизонте Ап каштановой легко-супесчаной почвы при дефляции и длительном использовании 8 пашне

Более существенные изменения при дефляции происходят с ВСР содержания песчаных фракции заключающиеся в сдвиге изменении рассеяния и формы

распределения (рис.16). Дефляционные процессы на исследуемой территории, проявлялись, в основном, в пространственном перемещении песчаных фракций. После остановки дефляции изменение содержания мелкого песка в процессе длительного использования диагностируется снижением почти до нуля вероятности пониженных значений содержания. В результате левая ветвь кривой ВСР смещается вправо.

аРЛ1м

0,072 0,064

0.056 0,048 " 0,04

0,032 0.024 ' 0,016 0,008

25 32 39 46 52. ^9 66 73 КО

содержание фракции. %

Рисунок 16. Изменение ВСР содержания мелкого песка в горизонте Ап каштановой легко-супесчаной почвы при дефляции и длительном использовании в пашне

Резюме. Слабое разрушение почв при сильном дефляционном процессе — это региональная особенность исследуемых почв, которые сформировалась при постоянном действии эолового фактора. При этом вероятностно-статистические распределения содержания фракций гранулометрического состава не претерпевают резких сдвигов, наблюдаются лишь некоторые их колебания влево и вправо. Суть количественных изменений заключается в перестройке вероятности значений при практически постоянном интервале варьирования.

Дефляционные процессы приводят к достоверному снижению содержания гумуса. Относительное убывание среднего значения при этом невелико: в песчаных разновидностях оно составляет 17%, в супесчаных 6-8%, а в легко- и среднесуглинистой - 13% -15%. Интересно отметить, что изменение ВСР содержания гумуса в связно-песчаной разновидности в процессе дефляции связано с уменьшением только максимума и относительно повышенных значений (рисунок 17), в результате чего правая ветвь распределения смещается влево, уменьшается диспресия и асимметрия.

Содержание гумуса, %

Рисунок 17. Изменение ВСР содержания гумуса в горизонте Ап каштановой связно-песчаной почвы при дефляции

Изменение ВСР содержания гумуса в каштановой тяжело-супесчаной почве при дефляции происходит с небольшой перестройкой распределения (Рисунок 18).

содепжание гумуса. % Рисунок 18. Изменение ВСР содержания гумуса в горизонте Ал каштановой тяжело-супесчаной почвы при дефляции и длительном почвозащитном земледелии

Изменение сдвига ВСР содержания гумуса при дефляции наблюдается в легкосуглинистой разновидности (рисунок 19), хотя доля дефлированных почв в этой разновидности значительно меньше, чем в более легких.

Содержание гумуса, %

Рисунок 19. Изменение статистического распределения содержания гумуса в горизонте Ап каштановой легкосуглинистой почвы под действием дефляции и почвозащитного земледелия

ВСР содержания гумуса после десяти лет почвозащитного земледелия (рис.18-19) диагностирует тенденцию к его повышению: в тяжело-супесчаной разновидности отмечается рост минимума значений, снижение вероятности пониженных и рост вероятности повышенных значений, в легкосуглинистой разновидности еще более существенно.

Резюме. Несмотря на то, что в процессе дефляции изменения содержания гумуса происходят не очень большие, типы вероятностно-статистических распределений в дефлированных и недефлированных почвах различны. Через 10 лет почвозащитного земледелия ВСР содержания гумуса характеризуются другой функцией.

Влияние орошения слабоминерализованной водой на вероятностно-статистические

распределения свойств каштановой почвы (Глава7)

Анализ показал, что при орошении слабоминерализованной водой гидрокарбонатно-натриевого состава происходят заметные сдвиги ВСР содержания обменного натрия и солей (рис.20-21), при чем, наиболее сильный сдвиг, увеличение дисперсии и изменение ВСР содержания обменного натрия происходит в первые годы орошения. Сильная асимметрия, характерная неорошаемым и орошаемым 1-2 года почвам, с увеличением длительности орошения, уменьшается и становится близкой к нулю (Михеева, 1997). Менее податливые к воздействию содовых вод почвы (участок 1) сохраняют меньшую дисперсию и правую асимметрию распределения в течение длительного времени.

0,31 0,63 0,94 1,25 1,56 1,88 2,19

Содержание обменного натрия, мг.зкв

Рисунок 20. Изменение вероятностно-статистического распределения содержания обменного натрия в каштановой почве (слой О-ЗОсм) при орошении слэбоминеризованной водой гидрокарбонатно-натриееого состава

Орошение слабоминерализованной водой- не приводит к переходу почв из незасоленных а засоленные, но, тем не менее, в рамках интервала содержания О — 0.2% ВСР содержания солей претерпевает существенный сдвиг вправо, при этом происходит увеличение дисперсии и изменение формы (рис.21). ар/с/х : .-

0,025 0,05 0,075 0,100 0,125 0',!50 0,175

Содержание солей, %

Рисунок 21. Изменение вероятностно-статистическо»"о распределения содержания солей в каштановой почве (слой 0-30см) при орошении слабоминеризозанной водой гидрокарбонатно-натриевого состава

Обратимость засоления-рассоления в верхнем горизонте почв после пяти влажных лет приводит к обратному сдвигу статистического распределения и уменьшению дисперсии содержания солей. Таким образом, и на орошении динамика ВСР отражает динамику количественного разнообразия выраженности свойства.

Анализ показал, что а почвах, орошаемых слабоминерализованной содовой водой, достоверно, в среднем на 2%, увеличивается содержание илистой фракции, а содержание мелкой и средней пыли достоверно уменьшается, каждой в среднем на 1%. Содержание крупной пыли достоверно уменьшается в среднем на 2,7%, а мелкого песка достоверно, в среднем на 4% увеличивается, среднее содержание крупного песка статистически достоверно уменьшается примерно на 1,2%. Изменения гранулометрического состава при орошении отмечаются в достоверном росте содержания преобладающих фракций ила и мелкого песка, причем изменение ВСР содержания этих фракций происходят со сдвигом (рис. 22).

1,9 3,8 5,6 ,7,5 9,4 11 13,1 15

содержание фракции, %

Рисунок 22. Изменение вероятностно-статистического распределения содержания фракций физической глины в каштановой тяжело-супесчаной почве (слой 0-30 см) при орошении слабоминерализованной водой.

Содержания фракций гранулометрического состава являются зависимыми друг от друга, поэтому увеличение содержания более мелких частиц происходит за счет убывания более крупных, что вызывает неоднозначные изменения минимумов, максимумов, а иногда и квартилей, а дисперсия может, как увеличиваться, так и уменьшаться. Интервал варьирования содержания фракций мелкого и крупного(+среднего) песка расширяется за счет разнонаправленного изменения минимума и максимума варьирования. Верхний и нижний пределы варьирования пылеватых фракций уменьшаются, причем, если для мелкой пыли сильнее уменьшается минимум, для средней пыли изменения минимума и максимума примерно одинаковы то для крупной пыли характерно резкое уменьшение максимум.

Резюме Как показывают наши исследования поведение ВСР почвенных свойств при протекании природного или антропогенного гроцесса может быть довольно сложным Вследствие различной устойчивости (или податливости) отдельных точек почвенного покрова к воздействиям могут изменяться как относительно повышенные так и относительно пониженные значения признака во первых возможна перестройка частот значении практически в том же интервале варьирования во-вторых -существенное расширение или сужение интервала варьирования при соответствующем сжатии или расползании распределения в третьих - сдвиг распределения

ОСНОВНЫЬ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТ \ции

1 Вероятностно-статистические модели свойств почвы получены на основе исследования вариабельности свойств каштановой почвы на большой территории (16000 км ) по массовым данным (4 тыс почвенных профилеи)

2 Изучение разномасштабной вариабельности показало что на каждом уровне организации необходимо рассматривать три категории изменчивости свойств почвы в зависимости от степени выраженности неоднородности факторов почвообразования неоднородность вариабельность и фл>ктуации

3 Дисперсионныи анализ вариабельности свойств почвы показал что дисперсия вариабельности представляет собой сумму дисперсии определяемых колебаниями факторов на изучаемом уровне организации и флуктуациями более низких уровней организации (принцип вложенности)

4 Траншейные исследования и анализ данных показал что в предельно однородных условиях почвообразования вариабельность проявляется в виде флуктуации свойств которые определяются факторами и процессами более низких уровней организации и способом использования почвы Доля флуктуации в вариабельности в гределах элементарного почвенного ареала составляет 20-40% что приблизительно соответствует золотому сечению

Статистическим анализ показал что вариабельность почв на всех уровнях определяется прежде всего варьированием гранулометрического состава поэтому в названии почвы предлагается характеристику гранулометрического состава приводить сразу после характеристики подтипа а основную группировку для статистического анализа выполнять по разновидностям Содержание всех фракции гранулометрического состава особенно крупных сильно варьирует вследствие естественной полигенетичности водного и ветрового генезиса а также дефляции и эрозии На исследуемои территории аллювиального генезиса все разновидности почв имеют одинаковую кривую соотношения фракции различающуюся только количественно которую мы назвали формулой гранулометрического состава

6 Количественные колебания гроявгения естественных генетических и антропогенных процессов на разных уровнях организации почв приводят к закономерному проявлению вариаоельности описываемой вероятностно статистическим распределением (ВСР) Анализ похазал что вероятностно-статистические распределения свойств почвы закономерны и адекватно реагируют на изменение почв даже при довольно близких условиях следовательно они являются адекватнои математической моделью вариабельности

7 Идентификация математических функции вероятностно статистических распределении по массовым данным позволила нам переити от эмпирических

статистических к вероятностным распределениям. Для этого были проверены гипотезы по множеству функций распределения, с использованием нескольких статистических критериев. Устойчивость (робастность) оценок параметров функции распределения обеспечивается оптимальным группированием данных, что было выполнено в настоящем анализе.

8. Анализ, показал, что вероятностно-статистические распределения свойств в разновидностях почвы в пределах региона, характеризуются довольно узким центром и асимметрией и описываются большим набором распределений: Би-Джонсона, семейства экспоненциальных, экстремальных значений (максимального и минимального), показательных, нормальных, Вейбулла, логнормальных, Коши и. в редких случаях—Накагами и бета-распределения 1-го рода.

9. Анализ показал, что при изменении факторов и процессов почвообразования наблюдается «волна» распределения, связанная с постепенным изменением вероятностей значений, что находит отражение во взаимосвязанном изменении параметров сдвига, рассеяния и формы распределения. Это отражает непрерывную сущность зависимости свойств почв от факторов и процессов почвообразования. Небольшие различия описываются изменением параметров функции распределения, более существенные - приводят к изменению типа распределения. Утяжеление гранулометрического состава и повышение увлажнения приводят, как правило, к расширению центральной части вероятностно-статистических распределений свойств почв.

10. Анализ показал, что изменение ВСР свойств почвы при протекании естественного или антропогенного процесса бывает сложным, при этом изменяются как повышенные, так и пониженные значения признака,- что приводит к перестройке частот значений в том же интервале и расширению или сужению интервала варьирования. Более резкие изменения приводят к сдвигу распределения. При дефляции на исследуемой территории не произошло резких сдвигов вероятностно-статистических распределений свойств почвы, а при орошении слабоминерализованной водой произошел резкий сдвиг в первые же годы орошения.

11. Оценка изменений почв должна быть объективной, дифференцированной, учитывающей вариабельность признаков, поэтому мы предлагаем использовать вероятностно-статистические распределения свойств в пределах разновидностей, которые по существу являются статистическим эталоном почвы. Поведение ВСР — эталона является очень тонким диагностическим показателем количественной оценки почвенных процессов.

12. ВСР - эталоны почвенных свойств необходимы для математического моделирования почвенных процессов, создания информационной и математической базы мониторинга почв, развития статистических методов исследования почвенного покрова, анализа и планирования эксперимента, а также важны для практических целей: для земельно-оценочных работ и кадастра, инженерных расчетов по мелиорации и механизации обработки почв.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внедрение информационных технологий в науку и хозяйственную деятельность, связанную с использованием почв, привело к необходимости более строгой количественной математической оценки почв, в том числе при мониторинге. Наши исследования показали, что оценка вариабельности позволяет не только оценить

почвы на момент обследования но и оценить характер протекания современного почвенного процесса а значит и прогнозировать изменения почв Предложенный в работе метод ВСР эталона вполне доступен научным и проеетно-изыскательским учреждениям С его помощью можно реализовать тот уникальный изыскательскии материал который накоплен в Гипроземах Гипроводхозах и других проектно научно-изыскательских организациях представляющий собой национальное богатство Нам представляется что метод ВСР эталона позволяет систематически организовать и аналитически осмь слить любые научные изыскательские данные и создать банки вероятностно статистических распределении свойств почв по регионам и в целом по стране что в настоящей диссертации выполнено для каштановых почв на большой территории Кулундинскои степи Пример практического применения таких банков данных приводится в выработанной нами в процессе анализа изменении каштановых почв гринципиальнои схеме (Рис 23) информационного и математического обеспечения мониторинга почв

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Математическое моделирование водно-солевого режима черноземов южных гегкос^глинисых гри орошении слабоминерализованными водами// Тез Докл VIII Всесоюзного съезда почвоведов Новосибирск 1989

2 Математическое моделирование водно-солевого режима черноземов южных// Сиб вестник с * нэуки 1989 N3-C 78 84 (в соавт )

3 Мониторинг орошаемых земель на основе регулярных лочеенно-солевых съемок И Тез Всесоюзной конф «Экологические проблемы охраны живой природы» Ч 3 Москва 1990 С 151 152

4 Информационное и программное обеспечение мониторинга орошаемых земель // Тез Докл респ конф «Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии» 12 13 июля 1990 Г1 с43-44

5 Мониторинг и Ознк почвенных данных на массивах орошения в колхозе им 30 летия Каз ССР Павлодарской области// Матер респ конф «Ландщафтно экологические основы природопользования и природоустроиства» Целиноград 1991 с 145 146 (в соавт )

6 Изменение химических и физико химических свойств темно каштановых почв при орошении слабоминерализованными водами меловых горизонтов// Сиб Е1естник с х науки 1991 №1 с 90 97

7 V-jriab I ty of features in rr gated ches nut sandy soils с ' Kutunda Steppe reg on // Genesis and control of fertility of salt affected soils Moscow VV Pckuchaev boil Institute 1991 p 98-101 (в соавт )

8 Выбор оптимального режима орошения с помощью математической модели динамики и баланса влаги в почвах// Тез конф Стран Содружества «Физика почв и вопросы экологии» -Пущино 1S92 с 75 /6

9 Изменение вариабепьности свойств почвы под воздействием орошения / Тез конф Стран Содружества «Физика почв и вопросы экологии» Пущино 1992 с 76 73 (з соавт )

to Математическое моделирование динамики и баланса влаги в орсшаемых каштановых почвах// Сиб вестник с х науки -1992 № 1 С 83 88

11 Изменение вариабельности свойств каштановой почвь при антропогенном воздействии Дис кандбиолнаук Новосибирск. 1993 134 с

12 Закономерности изменения статистического распределения свойств почвы для диагностики и прогнозирования современных почвенных процессов// Материалы международной конференции Почвенные ресурсы Прикаслииского региона и их рациональное использование в современных социально экономических условиях

/\CTpJX НЬ T"r»'îf

Банк данных о состояниях объекта

почвы

геология

гидрология рельеф климат технология

+

'Анализ, оценка, статистические зависимости, эмпирическиеу .модели

ВСР, методы статистического анализа и моделирования

Банк функциональных зависимостей н параметров процессов

влагопотребленне ■I питание растений

гидрофизика

теплофизика

массообмен между фазами почвы

Математические модели тепломассообмена

Оперативная информации:

гидрология технология

Обозначения:

цели

информация

математические методы

Рисунок 23. ИНФОРМАЦИОННОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОНИТОРИНГА ПОЧВ

13 Оорма статистического распределения и стадии пространственного развития процессов;/ Тезисы докладов 11 сьезда общества почвоведов Книга 2 Санкт Петербург - 1996-C 384

14 Информационное и математическое обеспечение агрозкологического мониторинга почв// Тезисы межрегиональной научно-практическои конференции "О создании единой региональной системы мониторинга окружающей природной среды и здоровья населения Сибири Новосибирск 1996 -с 126

15 Model of changing of soil features slatishc.il distribution// Provisional program 2nd International Conference on Sustainable Development System Analysis in Ecology (Sevastopol Ukraine September 9 12 1996i p 50-60

16 Generalized statistical distribution of natural object properly// Тезисы докладов IV Международной конференции «Математика Компьютер Образование» Пущино 1997

17 Изменение пространственной вариабельности свойств почвы при антропогенном воздействии/'Почвоведение 1Э97 -№1 с 102 109

18 Changes п spatial vanability of soil properties under antropogenic impact It Eurasian Soil Science Vol 30 No 1 January 1997 P 37 93

19 Антропогенное изменение статистического распределения свойств почв// Тезисы докладов Международной конференции Проблемы антропогенного почвообразования" Москва 1997 Том 1 с 131 132

20 Antropogenetic change of statistical distnbution of soil properties// International conference 'Problems of antropogenic Soil format on Proceedings Moscow 1997 p171 173

21 Researches of antropogenetic sotlform ng and variability of soil properties// International conference Problems of antropogenic Soil formation Proceedings Moscow 1997 p174-176

22 Laws and Dynamics cf Statistical Distribution of Exchangeable Sodium and Salts in Irrigated Soils of Kulunda Steppe/ International symposium Sustainable management of salt affected soils in the arid ecosystem* Cairo Egypt 22 23 Sepember1997 Abstracts Volume p 125-126

23 Mathematical Modeling and Actual Change of Chemical Properties of Chestnut Soil Under Irrigation by Low Mineral zed Water// International symposium "Sustainable management of salt affected soils in the and ecosystem" Cdiro Egypt 22 28 Sepember1997 Abstracts Volume p123 124

24 Региональные особенности arporewHQ« Деградации почвенного покрова юго-запада Купундинскои степи// Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения Тезисы и доклады Всероссийском конференции Москва Июнь1998 Том 2 С 27 30

25 Model of natural object property statistical distribution changing// The Third Russian-Korean International Symposium on Science and Technology Abstracs Novosibirsk June 1999 Vol 2 P S08

26 Статистическое распределение свойства почвы характеристика его вариабельности// Тезисы докладов III съезда ДОП Суздаль 2000 Книга 3 С 274

27 Влияние орошения слабоминерзлизованными гидрокэрбонатно натриевыми аодами на статистическое распределение содержания фракции гранулометрического состава // Тезисы докладов III съезда ДОП Суздаль 2000 Книга 2 С 225-226 (в соавт )

28 Статистическая характеристика "формулы" гранулометрического состава Почвоведение 2000 N 7 - С 818 828 (в соавт)

29 Statistical Characteristics of Soil Particle-Size Composition Fo mula It Eurasian Soil Science 2000 Vol 33 N 7 p 713 723

30 Теоретические статистические распределения свойств как математическая модель вариабельности почвы// Современные проблемы почвоведения в Сибири - ТГУ Томск 2000 - с 250 253

31 Анализ изменении свойств почвы по изменению их ста истического распределения Методические рекомендации - ИПА СО РАИ изд во ЦЭРИС" 22 с (в соавт )

32. Вероятностные распределения свойств почвы// Первое международное рабочее совещание «Биоразнообразие и динамики экосистем северной Евразии: информационные технологии и моделирование» Новосибирск. 9-14 июля 2001.Тезисы докладов. С. 148.

33. Задачи биоинформатики в почвоведении// Первое международное рабочее совещание ' «Биоразнообразие и динамики экосистем северной Евразии: информационные технологии и

моделирование» Новосибирск. 9-14 июля 2001.Тезисы докладов. С.149.

34. Вероятностно-статистические модели свойств почвы (на примере каштановых почв

" Кулундинской степи). Новосибирск: «Наука», Сибирское предприятие РАН, 2001 -200с.

Подписано в печать 28 12 2001 Формат 60x84 1/8

Заказ №229 Бумага офсетная, 80 гр/м!

Печл 2 Тираж 100

Отпечатано на полиграфическом участке издательского отдета Института катализа им Г К Борескова СО Р АН 630090, Новосибирск, пр Академика Лаврентьева, 5