Закономерности пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины)

Архангельская, Татьяна Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Закономерности пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины)
ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Закономерности пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины)"

На правах рукописи

ии34483С11 Архангельская Татьяна Александровна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВ В КОМПЛЕКСНОМ ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины)

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

1 & ОНГ2008

Москва - 2008

003448301

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения

Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Васильевская Вера Дмитриевна

доктор сельскохозяйственных наук Сорокина Наталья Павловна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Сапожников Петр Михайлович

Ведущая организация: Российский государственный аграрный

университет - МСХА имени К. А. Тимирязева

Защита состоится « » 2008 г. в 15 час. 30 мин.

в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.002.13 при МГУ имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 12, факультет почвоведения, факс (495) 939-09-89

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова

Автореферат разослан «_» сентября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор ¿¿¿Н/У^- Г.М. Зенова

Актуальность темы исследования

В центральной части Русской равнины комплексность почвенного покрова широко распространена (Величко, 1965; Тюрюканов, Быстрицкая, 1971; Рубцова, 1975; Фридланд, 1984; Алифанов, 1995; Макеев, 2005; Сорокина, 2006 и др ). Территории, занятые комплексами агросерых почв, интенсивно используются в сельскохозяйственном производстве (Кирюшин, Иванов, 2003).

Температура почвы является одним из ключевых факторов, определяющих функционирование агроэкосистем Поэтому задача выявления закономерностей пространственного варьирования температуры почвы в масштабе сельскохозяйственного поля, количественной оценки этого варьирования и прогнозирования температурного режима почвенных разностей приобретает все большую актуальность в связи с развитием точного земледелия, а также в связи с проблемой устойчивого функционирования почвенных комплексов в условиях интенсивной агрогенной нагрузки.

Цель исследования - выявить основные закономерности пространственного

распределения температуры агросерых почв в комплексном почвенном покрове

(на примере почв Владимирского ополья и южного Подмосковья).

Задачи исследования:

• оценить латеральную вариабельность температуры пахотных почв в почвенном покрове Владимирского ополья;

• исследовать и сопоставить температурный режим почв с контрастным строением профиля в суточной и годовой динамике;

• исследовать роль микрорельефа и пространственного распределения физических свойств почв в формировании температурного поля комплексного почвенного покрова,

• выявить закономерности в характере зависимостей температуропроводности от влажности для гумусовых и минеральных горизонтов легко- и среднесуг-линистых агросерых почв, в том числе почв со вторым гумусовым горизонтом (ВГГ),

• обосновать способ расчетной оценки температуропроводности почвы по данным о ее физических свойствах с применением педотрансферных функций (ПТФ),

• применить полученные ПТФ для выявления в комплексном почвенном покрове зон с различной температуропроводностью почвы;

• разработать физически обоснованную математическую модель, позволяющую рассчитывать динамику температурного поля в комплексном почвенном покрове.

Научная новизна

• На основе детального исследования температурного режима почвенного покрова Владимирского ополья впервые выявлены закономерные различия в годовой динамике температуры составляющих покров почв. Показано, что формирование температурного поля пахотных почв в комплексном почвен-

ном покрове определяется морфологической структурой почвенного покрова, обусловливающей его функциональную структуру. Обнаружено, что пестрота почвенного покрова Владимирского ополья сопровождается выраженной латеральной изменчивостью температуропроводности составляющих покров почв.

• Сформулирована гипотеза, объясняющая устойчивость реликтовых признаков в современном ландшафте, в том числе в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования, различиями режимов функционирования почвенных разностей.

• Предложена новая эмпирическая формула для аппроксимации экспериментальных зависимостей температуропроводности почвы от влажности, позволяющая формализовать сопоставление подобных зависимостей для различных почвенных объектов. Предложена физическая интерпретация параметров аппроксимации, обосновывающая применение этих параметров для количественной характеристики качественных особенностей экспериментальных кривых и анализа физических механизмов формирования этих особенностей.

• Получены ПТФ, позволяющие выявлять в комплексном почвенном покрове зоны различной температуропроводности по данным о плотности, влажности и содержании органического углерода.

Защищаемые положения

• Температурное поле комплексного почвенного покрова Владимирского ополья является закономерно латерально неоднородным, глубокие слои почв с ВГГ являются более холодными, чем глубокие слои почв с минеральными подпахотными горизонтами, в течение вегетационного периода и более теплыми - в осенне-зимний период.

горизонт. Различия в температурном режиме почв, относящихся к контрастным участкам комплексного почвенного покрова, определяются температуропроводностью почвенных горизонтов при различном строении профиля. • Параметры предложенной аппроксимационной функции однозначно характеризуют диапазон изменчивости температуропроводности с влажностью и форму экспериментальных зависимостей. Разработанный расчетный метод позволяет выявлять в комплексном почвенном покрове зоны с различной температуропроводностью на основе данных почвенно-агрофизического опробования

Практическая значимость диссертации

Результаты исследований могут быть использованы при разработке современных научно-обоснованных агротехнологий Выявленные закономерности функционирования пахотных почв, обусловленные влиянием агрофизических свойств почвы на ее локальный климат, должны учитываться при рациональном использовании территорий со сходным строением почвенного покрова. Разработанный метод прогнозной оценки температурного поля почвы может служить математическим средством оценки устойчивости агроэкосистем при антропогенных воздействиях и изменениях климата, а также применяться при проектировании искусственных почвенных конструкций, функционирующих в полевых и регулируемых условиях.

Полученные результаты используются на факультете почвоведения МГУ при чтении курсов лекций «Физика почв», «Математическое моделирование в почвоведении», «Теория теплообмена в почвах», при проведении практических занятий по курсу «Математическое моделирование в почвенно-ландшафтных исследованиях», а также в большом практикуме по физике почв. Материалы работы вошли в методическое руководство «Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв» (2001), а также в коллективные монографии «Наземный мониторинг экосистем» (2005) и «Теории и методы физики почв» (2007)

Проведение исследований было поддержано РФФИ (проекты 98-04-48365, 01-04-48066, 02-04-48864, 04-04-49606, 07-04-00131).

Апробация работы

Материалы, вошедшие в диссертацию, были доложены автором на II (Санкт-Петербург, 1996), III (Суздаль, 2000), IV (Новосибирск, 2004) и V (Ростов-на-Дону, 2008) съездах Докучаевского общества почвоведов, на международных и всероссийских конференциях «Физика почв и проблемы экологии» (Пущино, 1992), «Лизиметрические исследования почв» (Москва, 1998), «Экология речных бассейнов» (Владимир, 1999), «Современные проблемы опытного дела» (Санкт-Петербург, 2000), «Опыт агрометеорологического обеспечения аграрного сектора экономики» (Обнинск, 2000), «Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли» (Пущино, 2001), «Функции почв в биосфер-но-геосферных системах» (Москва, 2001), «Гидроморфные почвы - генезис, мелиорация и использование» (Москва, 2002), «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов» (Казань, 2003), «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» (Москва, 2003), «Биосферные функции почвенного покрова» (Пущино, 2005), «Структура и динамика молекулярных систем» (Йошкар-Ола, 2005), «Cryosols genesis, ecology and management» (Архангельск-Пинега, 2005), «Экспериментальная информация в почвоведении: теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005), «Почвоведение и агрохимия в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2006), «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2006), «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007), «Организация почвенных систем» (Пущино, 2007), на Ломоносовских чтениях в МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, 2003), на научной сессии по фундаментальному почвоведению (Москва, 2004), на XIII и XIV школах «Экология и почвы» (Пущино, 2005, 2006), на совместном заседании I и VI комиссий Докучаевского общества почвоведов (Москва, Почвенный инсти-

тут им. В В. Докучаева, 2005), на заседании научного семинара «Почва во времени и пространстве» (Москва, ИГ РАН, 2006), на заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2007)

Публикации

По теме диссертации опубликовано 80 работ, в том числе 4 монографии, 15 статей в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК для публикации основных результатов диссертационных работ на соискание степени доктора наук, 36 статей в прочих журналах, продолжающихся изданиях и сборниках.

Личный вклад автора

Автором сформулирована цель работы, поставлены задачи исследования, проанализированы результаты, сделаны итоговые выводы. Автор спланировала и организовала проведение полевых экспериментов и лично принимала участие в осуществлении этих экспериментов Лабораторные исследования выполнены лично автором либо (около 5 % от общего объема) под руководством автора. Математическая часть работы, включающая статистическую обработку полученных данных, построение математических моделей, написание необходимых программ полностью выполнена автором

Структура работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 375 страницах, содержит 43 таблицы и 80 рисунков. Список литературы включает 447 наименований, в том числе 103 на иностранных языках.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность своим учителям и коллегам Е.В. Шеину, А.Д. Воронину, Е.А. Дмитриеву, М.А Мазирову, А.Б. Умаровой, А К. Губеру, В.А. Капиносу, Ф.Р. Зайдельману, Л.О. Карпачевскому, И.И. Судницы-ну, А.М. Глобусу, А.О. Макееву, Е.Ю. Милановскому, Е.В. Достоваловой, Н.Б.

Хитрову, О.И. Худякову, М.В. Прохорову, М.А. Бутылкиной, В.Г. Тымбаеву, A.B. Дембовецкому, Б.А. Девину, 3. Тюгай, М.И. Васильевой, Ю.В. Егорову, А С. Никифоровой, A.B. Кириченко, А.П. Шварову за помощь и поддержку на различных этапах выполнения работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Современные представления о температурном поле почв и закономерностях его формирования. Краткий обзор

Пространственной изменчивости температуры почв в различных масштабах посвящены труды В Р. Волобуева, С.А. Сапожниковой, В.Н. Димо, A.M. Шульгина, А.К. Шкадовой и многих других исследователей. Изменчивость и континуальность температуры позволяют говорить о температурном поле почв - «совокупности значений температур во всех точках данного объема почв, изменяющихся во времени» (Остроумов, Макеев, 1985). Понятие температурного поля (гидротермического поля, поля температур) почв используется в работах А.Ф. Чудновского, В.Н. Димо, О.И. Худякова, А.И. Куликова и др. Температурное поле является одним из факторов пространственно-временной организации почвенного покрова (Апарин, 2007), и этим определяется актуальность изучения латеральной изменчивости температуры почв для развития теории структуры почвенного покрова как динамической системы, а также для прогнозирования поведения этой системы в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования.

Температурное поле почв определяется условиями на поверхности и почвенными свойствами (Чудновский, 1948, 1976; Куртенер, Усков, 1982). Поэтому возникновение «комплексов микроклиматов» (Сапожникова, 1950) может объясняться как локальными особенностями микрорельефа и растительности, так и различиями в тепловых свойствах почв, составляющих почвенный комплекс. К настоящему времени установлены различия в температурных режимах почв тундровых и мерзлотных комплексов (Димо, 1972; Васильевская и др., 1993;

Куликов, 1997) и почв комплексов полупустыни (Димо, 1907; Келлер, 1913; Большаков, 1941). Латеральные неоднородности температурного поля почв в пределах почвенных комбинаций центральной части Русской равнины до сих пор практически не изучались, и это определило ряд задач исследования.

При одинаковых условиях на поверхности различия в температурном режиме почв определяются их температуропроводностью, равной отношению теплопроводности к объемной теплоемкости (Чудновский, 1948; Воронин, 1986). Зависимость температуропроводности почв от влажности имеет нелинейный характер; в целом температуропроводность растет с плотностью, уменьшается с увеличением содержания органического вещества и физической глины, падает от более оподзоленных горизонтов к менее оподзоленным (Чудновский, 1954; Димо, 1972, Герайзаде, 1974 и др.). Для комплекса почв Владимирского ополья характерна значительная пространственная изменчивость плотности, гранулометрического состава и содержания органического вещества (Макеев, Дубровина, 1990; Дмитриев и др., 2000; Шеин и др., 2001), однако тепловые свойства этих почв до сих пор исследованы не были.

Температуропроводность почвы может быть рассчитана по ее базовым свойствам с помощью педотрансферных функций (ПТФ) - функциональных зависимостей, позволяющих преобразовывать информацию об основных почвенных (педо-) свойствах в информацию о ее транспортных (transfer) характеристиках (Bouma, van Lanen, 1987; Pachepsky, Rawls, 2004). В настоящее время для температуропроводности почвы существует ряд эмпирических ПТФ (Герайзаде, 1974; Chung, Horton, 1987; Campbell, 1985; Тихонравова, Хитров, 2003 и др.) Большинство этих ПТФ представляет собой регрессионные соотношения и имеет региональный характер. Точность расчетов с помощью таких ПТФ за пределами их регрессионной базы может быть очень низкой. Для почв центральной части Русской равнины ПТФ, позволяющих рассчитывать температуропроводность, до сих пор не построено не было.

Оценить адекватность той или иной ПТФ позволяет сравнение почвенной ха-

рактеристики, рассчитанной с ее помощью, с соответствующим набором экспериментальных данных (Pachepsky и др., 1999; Schaap, 2004). Вместе с тем многие авторы, в том числе Дж. Востен с соавт. (Wösten, 1986), полагают, что итоговая оценка качества построенных на основе ПТФ динамических моделей должна быть функциональной, основанной на практической применимости последних для расчета режимов функционирования почв. В работе использованы оба подхода. Расчетные значения температуропроводности почвы сопоставляются с лабораторными зависимостями; полученная при моделировании динамика температурного поля почв сравнивается с полевыми данными.

Глава 2. Объекты и методы исследований

Основными объектами исследований были комплекс агросерых почв Владимирского ополья (опытные поля ВНИИСХ РАСХН, Суздальский р-н Владимирской обл) и комплекс агросерых почв правобережья р. Оки (территория ЭПС ИФХ и БПП РАН, Серпуховской р-н Московской обл.). Методические вопросы отрабатывались на дерново-подзолистой почве (УО ПЭЦ «Чашниково», Солнечногорский р-н Московской обл.) и на модельных почвах в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ (Москва).

Подробное изложение различных гипотез о генезисе почвенного покрова Владимирского ополья, описание морфологического строения различных почв и анализ закономерностей их взаимного расположения приведены в работах A.A. Величко (1965, 1996), Т.Д. Быстрицкой и А.Н. Тюрюканова (1966, 1971), Л.П. Рубцовой (1970, 1974), А.О. Макеева (1990, 2005), В.М. Алифанова (1995), Е.А. Дмитриева (2000) и др. Широко распространено мнение, что первичным фактором дифференциации почвенного покрова был реликтовый криогенный микрорельеф. Ключевую роль в формировании этого микрорельефа сыграли процессы палеокриогенеза, обусловленные расположением территории ополья в позднеплейстоценовой перигляциальной области Русской равнины. В микропонижениях древнего криогенного рельефа, возникших при деградации много-

летней мерзлоты, были сформированы почвы с мощным гумусовым горизонтом интенсивно черного или серовато-черного цвета (ныне расположенный под пахотным слоем второй гумусовый горизонт - ВГГ). Почвы без ВГГ и высоким (80-120 см) уровнем залегания карбонатов были сформированы на локальных водоразделах. На переходных участках между микроповышениями и микропонижениями сформировались почвы переходного строения. Современные профили пахотных почв включают горизонты Anax-(Ah)-AE-BEg'-EB-(B)-C в почвах палеопонижений, Апах-В-Вса-Сса в почвах палеоповышений и Апах-ЕВ-(В)-С-(Сса) в почвах переходных участков. В литературе имеются указания на крайне слабую выраженность или даже полную выравненность современного агрогенного микрорельефа (Величко и др., 1996; Дмитриев и др., 2000; Макеев, 2000; Шеин и др , 2001).

На территории ВНИИСХ РАСХН было проведено несколько серий измерений суточной и сезонной динамики температуры различных почв. Проводились исследования латерального распределения температуры в различных масштабах (рис. 1). За пределами показанной на рис. 1 территории проводились наблюдения за годовым ходом температуры почв с различным строением профиля, включавшие зимний период (площадки 13-15), была исследована латеральная изменчивость температуры пахотных почв под черным паром (участок 16, площадки 17 и 18). При измерениях использовали электротермометры АМ-29, ТЭТ-2, ТЭТ-Ц11п и Дана-терм-1501. Образцы для определения температуропроводности были отобраны на площадках режимных наблюдений (4, 5, 9, 10), на площадке 11с агрогенно-уплотненной почвой, из траншей Т98 (площадки 68), ТОО (площадка 20) и TOI (площадка 3), описанных в работах (Дмитриев, 2000; «Путеводитель...», 2000; Шеин и др , 2001, 2002), а также из разреза, который Е.А. Дмитриев с соавт. (2000) предложили считать эталоном целинной почвы (площадка 19). Почти все экспериментальные площадки были расположены в плакорных условиях, за исключением площадки 20, расположенной на территории, не подвергавшейся сельскохозяйственному освоению из-за высо-

Рис. 1. Почвенная карта-схема опытного поля ВНИИСХ РАСХН (составлена по материалам почвенной экспедиции МСХА; уточнена по материалам экспедиции кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ). Цифрами обозначены экспериментальные площадки: 1 и 2 - участки проведения исследований латерального распределения температуры в масштабе части сельскохозяйственного поля (1) и в масштабе делянки (2); 3 - площадка отбора образцов из траншеи Т01; 4 и 5 - площадки проведения режимных наблюдений за суточным ходом температуры; 6, 7, 8 - площадки отбора образцов из траншеи Т98; 9 и 10 - площадки проведения режимных наблюдений за годовым ходом температуры; 11 - площадка проведения экспериментов по уплотнению почвы сельскохозяйственной техникой; 12 - участок агрофизического опробования по регулярной сетке.

кого уровня грунтовых вод.

Почвенный покров территории ЭПС ИФХ и БПП РАН представлен почвенными комбинациями, сходными с комплексами почв Владимирского ополья (Алифанов, 1995; Никитишен, Курганова, 2007). На территории ЭПС ИФХ и БПП РАН было исследовано латеральное распределение плотности почв, содержания органического углерода, влажности и температуры. Полученные данные использовались для независимой проверки математических моделей, настроенных по почвам Владимирского ополья.

На территории УО ПЭЦ «Чашниково» («Почвенно-агрономическая характеристика АБС Чашниково», 1986) и на лизиметрических площадках Почвенного стационара МГУ (Воронин и др, 1996) проводились исследования преимущественно методического характера. Осуществлялись метеорологические измерения, включавшие измерения температуры почвы. В лаборатории отрабатывалась методика определения температуропроводности почвы.

Лабораторные определения температуропроводности проводили по методу регулярного режима нагрева (Кондратьев, 1936; Шеин и др., 2001). Плотность и влажность почвы определяли термостатно-весовым методом, плотность твердой фазы - пикнометрически с применением часового кипячения (Вадюнина, Корчагина, 1986). Содержание органического углерода определяли методом сухого сжигания в токе кислорода с использованием экспресс-анализатора АН-8012 (Когут и др., 1993). Гранулометрический состав определяли двумя способами: стандартным седиментометрическим пипет-методом с применением пи-рофосфата натрия при предварительной диспергации (Шеин и др., 2001) и ди-фрактометрическим методом с использованием лазерного анализатора размеров частиц Апа1узеМе 22 (Шеин и др., 2006).

Глава 3. Температуропроводность исследованных почв

Пестрота почвенного покрова Владимирского ополья сопровождается выраженной пространственной изменчивостью физических свойств почв, в том чис-

ле температуропроводности. Исследованные горизонты относятся к средним суглинкам (гор. Апах, АЬ, АЕ, А1), тяжелым суглинкам (гор. Апах, АЬ, АЕ, А1, ЕВ, В), легким глинам (гор. В, В1^). Содержание ила варьирует в пределах 1030 %, содержание углерода - от 0 33 до 4.65 %, плотность почвы - от 1.10 до 1.61 г/см3', плотность твердой фазы - от 2.53 до 2.73 г/см3, пористость - от 40 до 60 %. Латеральная вариабельность физических свойств агросерых почв наиболее ярко выражена в подпахотном слое, который представлен горизонтами АЬ, АЕ, ЕВ, В. Для гор. Апах латеральная вариабельность физических свойств тоже характерна, но выражена не столь ярко.

Средняя величина температуропроводности образцов из гор. Апах в воздушно-сухом состоянии составляет 2.20, при полной водовместимости - 4.74x10'7 м2/с. Для гор. А1 эти величины составляют 1.93 и 3.67* ] О"7 м2/с, для гор АЬ -2.06 и 3.73х10'7 м2/с, для гор. АЕ - 2.43 и 4 20хЮ'7 м2/с, для гор. В - 1.94 и 4.81 хЮ"7м2/с, для гор. ЕВ - 2.64 и 5.15х10_7м2/с, для гор. ВМя - 1.25 и 3 99x10"7 м2/с. Прослеживается тенденция к увеличению температуропроводности гор. Апах на участках, занятых почвами с подпахотным гор. ЕВ и к уменьшению -на участках залегания ВГГ. В подпахотном слое наименьшие величины температуропроводности относятся к ВГГ, средние значения - к гор. В, наибольшая температуропроводность характерна для гор ЕВ.

На рис. 2 представлены зависимости температуропроводности от влажности для образцов с площадок 6-8 и 20. Кривые, полученные для остаточно-карбонатной почвы с площадки 8, почти не различаются для трех исследованных глубин (рис 2, а) На площадке 7 температуропроводность гор. ЕВ значительно превышает температуропроводность верхней части гор. Апах. Температуропроводность нижней части гор. Апах занимает промежуточное положение (рис. 2, б). Почва с ВГГ (площадка 6) выделяется низкой температуропроводностью гор. АЬ, которая не превышает 3.4* 10"7 м2/с (рис. 2, в). Температуропроводность гор. Апах на площадке 6 тоже несколько ниже температуропроводности гор. Апах на площадках 7 и 8. Температуропроводность гор. ЕВ, отобран-

Рис. 2. Зависимости температуропроводности (к) от влажности (\у) для почв Владимирского ополья с площадок 8 (а), 7 (б), 6 (в) и 20 (г). Обозначения горизонтов: черные кружки - А1, белые кружки - верхняя часть Апах, белые квадраты - нижняя часть Апах, черные квадраты - АН, ромбы - В, ромбы с точкой -ЕВ, треугольники - верхняя часть В1^, опрокинутые треугольники - нижняя часть ВЬГд. Глубины отбора образцов (см) указаны в легенде.

ного под языком ВГГ с глубины 65-75 см на площадке 6, практически совпадает с температуропроводностью гор. В, отобранного с глубины 30-40 см на площадке 8.

Температуропроводность сформированного в гидроморфных условиях гор. А1 (рис. 2, г) несколько ниже температуропроводности гор Апах, находящегося в автоморфных условиях (рис. 2, а-в). Эти различия связаны в первую очередь с низкой плотностью гор. А1 и высоким содержанием органического углерода. По этим показателям наиболее близким к гор. А1 является гор. АЬ с площадки 6, и соответствующие кривые тоже весьма близки (рис. 2, в, г). Кривая зависимости температуропроводности от влажности для гор. ЕВ, сформированного в западине (рис. 2, г), сходна с аналогичными кривыми для гор. ЕВ почв

плакорного участка (рис. 2, б, в). Кривые для богатого гумусово-железистыми пленками гор. имеют выраженно Б-образный характер и выделяются низкой температуропроводностью сухой почвы, необычно длинным пологим участком в области малых влажностей вплоть до 20 % и крутым возрастанием в диапазоне 22-35 %.

Для дерново-подзолистых почв УО ПЭЦ «Чашниково» и модельных почв в лизиметрах Почвенного стационара МГУ форма зависимостей температуропроводности от влажности и диапазон изменчивости температуропроводности с влажностью сходны с формой зависимостей и диапазоном изменчивости, полученными для агросерых почв Владимирского ополья. С ростом влажности температуропроводность возрастает в 1.5-2.5 раза; в минеральных горизонтах кривые имеют Б-образный характер; в пахотных горизонтах Б-образиость кривых выражена слабее.

Уплотнение пахотного горизонта агросерой почвы приводит к изменению характера зависимости температуропроводности от влажности (рис. 3). После трехкратного прохождения трактора Т-150К по предварительно увлажненной почве плотность гор. Апах возросла от 1.48 г/см3 до 1.66 г/см3; пологий участок кривой к^) в области малых влажностей оказался намного длиннее, чем в случаях контроля и однократного прохода трактора, а крутизна в области возрас-

Рис. 3. Изменение зависимости температуропроводности (к) от влажности (\у) пахотного гор. агросерой типичной почвы при антропогенном уплотнении: контроль (1), после 1 прохода трактора (2), после 3 проходов трактора (3).

тания - значительно больше. Выполаживание начального участка кривой можно объяснить возрастанием величины отрицательного давления почвенной влаги при соответствующей влажности по сравнению с неуплотненной почвой (Шеин, 2005), которое приводит к снижению подвижности влаги и уменьшению конвективной составляющей внутрипочвенного теплообмена.

Серия экспериментов методического характера была посвящена выяснению вопроса об ошибках определения температуропроводности почвы при использовании образцов нарушенного сложения. Для агросерых почв использование растертых образцов привело к систематическому занижению температуропроводности по сравнению с характеристиками, полученными для образцов ненарушенного сложения (рис. 4). Слабее всего это занижение выражено в гор. АЬ; сильнее всего - в гор. ЕВ. Полученные расхождения подтверждают мнение ВН. Димо (1972), не рекомендовавшей при определении температуропроводности почв использовать растертые образцы.

Рис. 4. Температуропроводность агросерых почв, полученная на растертых образцах (повторности 1, 2) и на образцах ненарушенного сложения (3). Приведены данные для гор. Апах (а), АЬ (б), ЕВ (в), В (г).

Для дерново-подзолистой почвы измерения температуропроводности проводились в двух направлениях: при регулярном охлаждении и при регулярном нагреве. И в режиме нагрева, и в режиме охлаждения измерения при каждом значении влажности проводились в не менее чем трехкратной повторности. На рис. 5 видно, что полученные зависимости расходятся: в области подвижной почвенной влаги температуропроводность, измеренная в режиме охлаждения, оказывается выше измеренной в режиме нагрева. Это расхождение объясняется перемещением влаги внутри образца в течение проведения эксперимента. В зависимости от того, нагревается образец или охлаждается, влага движется либо к его центру, либо к периферии, и соответственно либо замедляет процесс выравнивания температуры, либо ускоряет его. При сравнении результатов, полученных с использованием различных методик определения температуропроводности почвы, этот эффект следует учитывать.

Для дерново-подзолистых и модельных почв для каждого значения влажности рассчитывали отношение разброса значений температуропроводности, полученных при трех-пятикратных повторных измерениях, к медианной величине температуропроводности при данной влажности. Для дерново-подзолистых почв медианное значение относительных разбросов, рассчитанных для всего диапазона влажности, составило около 4 %, максимальная величина - 14 %.

к, 10'7 м2/с

(а)

§8

0,1

0,3

0,5

0,1

(б)

0,3

0,5

см3/см3

Рис. 5. Расхождение зависимостей температуропроводности от влажности, полученных в режиме нагрева (1) и охлаждения (2). Приведены данные для гор Апах (а) и В§ (б) дерново-подзолистой почвы.

Для модельных почв эти показатели были ниже: 3 и 10 %. И для дерново-подзолистых, и для модельных почв наибольшие величины относительного разброса наблюдались при высоких значениях влажности - более 0.3 см3/см3.

Глава 4. Результаты полевых исследований

Агросерые почвы с ВГГ, обладающие относительно невысокой температуропроводностью, прогреваются и охлаждаются медленнее, чем агросерые почвы с минеральными подпахотными горизонтами, и это приводит к расхождению в температурных режимах почвенных разностей и к формированию латералыю неоднородного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове.

Во время исследований суточной динамики температуры в верхнем 50-сантиметровом слое агросерой почвы с ВГГ и агросерой типичной почвы с подпахотным гор. ЕВ, проведенных 16-17.06 1999 г., наиболее сильные различия наблюдались на глубине 50 см, где температура почвы с ВГГ была на 1.5-2°С ниже в течение всего периода наблюдений (рис. 6). Начиная с глубины 50 см, суточных колебаний температуры почвы не наблюдалось.

Рис. 6. Динамика температуры агросерой почвы с ВГГ (черные символы) и агросерой типичной почвы (белые символы) на глубинах 10 (1, 2), 15 (3, 4), 20 (5, 6), 30 (7, 8), 40 (9, 10), 50 см (11, 12) на площадках 4 и 5 с 7:00 16.06 по 21.00 17.06.1999 г.

На площадках 9 и 10 расхождения в температуре на глубине 50 см наблюдались в течение большей части годового цикла (рис. 7). На протяжении вегетационных периодов 1999 и 2000 гг. температура агросерой почвы с ВГГ была ниже, чем температура агросерой типичной почвы. В августе-сентябре в связи со сменой направления потока тепла в системе «почва-атмосфера» и началом осеннего охлаждения почв расхождения в их температуре меняли знак; к концу ноября 1999 г. агросерая почва с ВГГ была теплее, чем агросерая типичная почва. После схода снега уже к концу апреля агросерая почва с ВГГ была холоднее, чем агросерая типичная почва, и по мере прогревания почв эта разница увеличивалась.

Режимные наблюдения 2003-2004 гг., включавшие зимний период, подтвердили, что температурные режимы почв с различным строением профиля закономерно различаются (рис. 8). Летом лучше всего прогревалась почва с элювиальным подпахотным гор ЕВ (площадка 14); почва с подпахотным гор. В (площадка 15) была холоднее; самой холодной была почва с ВГГ (площадка 13). К концу июля 2003 г. температура почвы на глубине 50 см на площадках 13, 14 и 15 составила 17,4, 19.6 и 18.9°С. В августе расхождения в температуре площадок начали уменьшаться, а к сентябрю практически исчезли. В течение осени и зимы площадка 13 охлаждалась медленнее, чем площадки 14 и 15; на

Рис. 7. Сезонная динамика температуры агросерой почвы с ВГГ (1) и агросерой типичной почвы (2) на глубине 50 см на площадках 9 и 10 в 1999-2000 гг.

Р, мм

100 -50 -0

Н, см

40 20 О

(б)

,П„Л ПпП ППг

пП

(в)

- 13

.......... 14

---15

Рис. 8. Осредненная подекадно температура воздуха (Т), °С, (а) и декадные суммы осадков (Р), мм, (б), по данным агрометеопоста «Суздаль»; высота снежного покрова (Н), см, на площадках 13-15 (в); хроноизоплеты температуры почв, °С, на площадках 13 (г), 14 (д), 15 (е) в период с 11.07.2003 по 19.07.2004 гг. Пояснения в тексте.

глубине 10 см температура почвы на площадке 13 перешла через нулевую отметку только 24.12, в то время как на площадках 14 и 15 это произошло уже 10.12. Зимой 2003-2004 гг. зимнее промерзание почвы происходило под снегом, мощность которого к середине февраля достигла 41 см. На площадках 14 и 15 нулевая изотерма к концу февраля опустилась до глубины 30 см. На площадке 13 отрицательные температуры были отмечены в течение зимы лишь на глубине 10 см; на глубине 20 см отрицательных температур отмечено не было. Во время схода снега 10-24.03 на площадке 13 отрицательные температуры отмечались лишь на глубине 10 см, на площадках 14 и 15 - на глубинах 10 и 20 см.

Через 5 дней после схода снега в непосредственной близости от площадок 13-15 были проведены измерения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в профиле агросерой почвы с ВГГ на пологом микросклоне и в профилях агросерых типичных почв на микроводоразделе и в микроложбине. Величины ОВП в микроложбине были ниже, чем на микроводоразделе; на микросклоне были получены промежуточные значения, но лишь для пахотного слоя (рис 9). В нижней части ВГГ ОВП был ниже, чем на той же глубине в микроложбине. Формирование интенсивно восстановительных условий в нижней части ВГГ объясняется совместным действием двух факторов. Для почвы с ВГГ характерна меньшая мощность мерзлой толщи и меньшее число циклов про-

150 200 250 ОВП, мВ

Рис. 9. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП, мВ) в профиле агросерой почвы с ВГГ на микросклоне (1) и агросерых типичных почв на микроводоразделе (2) и в микроложбине (3) 29.03.2004 г.

мерзания-оттаивания в течение зимы. Можно предположить, что благодаря этому во время снеготаяния общая водопроницаемость верхнего слоя почвы с ВГГ была больше, чем почв с минеральными подпахотными горизонтами, а значит, была выше и доля вертикального сброса талых вод по сравнению с поверхностным стоком (Иванов, 1982). Застаивание гравитационной влаги в нижней части ВГГ может быть связано со вторым фактором - наличием внутрипоч-венного водоупора, или «экрана», на границе между текстурно-дифференцированными горизонтами (Макеев, Макеев, 1989; Дмитриев, 2000; Умарова и др., 2005).

Исследования латеральной изменчивости температуры агросерых почв в масштабе части сельскохозяйственного поля проводили летом 1999 г. На участке размером 63x63 м мощность ВГГ в отдельных точках опробования превышала 40 см (рис. 10, а). И в июле, и в августе на глубине 50 см почвы с ВГГ были более холодными. Температура почв с ВГГ закономерно уменьшалась с увеличением мощности ВГГ. Коэффициент корреляции составил -0.77 для июля и -0.83 для августа. Эти данные подтверждают представления о том, что пониженная температура на участках залегания ВГГ обусловлена низкой температуропроводностью этого горизонта: чем мощнее горизонт-теплоизолятор, тем ниже под ним температура.

На делянке, в центре которой были отмечены самые низкие значения темпе-

60 40 20 о

Рис. 10. Мощность ВГГ, см (а) и топоизоплеты температуры почвы на глубине 50 см, °С (б, в) на участке 1 для сроков: 1.07.1999 (б), 19.08.1999 (в).

2 О

01234012340123401234

Рис. 11. Мощность ВГГ, см (а) и топоизоплеты температуры почвы, °С, на глубинах 50 (б), 70 (в) и 100 см (г) на площадке 4x5 м 23-24.07.2001 г.

ратуры почвы, было проведено исследование локальной изменчивости температурного поля (площадка 2 на рис. 1). Измерения температуры почвы проводили на глубинах 50, 70 и 100 см по сетке с шагом 1 м. В отдельных точках сетки мощность ВГГ достигала 44 см. Как и в масштабе поля, холодные области на всех трех глубинах соответствовали наибольшей мощности гумусового кармана (рис. 11). Диапазон варьирования температуры почвы составил более 3°С для глубины 50 см и около 2°С для глубин 70 и 100 см. На глубине 50 см горизонтальные градиенты температуры достигали 1.5°С/м и были сопоставимы с вертикальными. Это значит, что латеральные внутрипочвенные потоки тепла были сопоставимы с вертикальным переносом тепла в профиле. При исследованиях в масштабе поля диапазон варьирования температуры на глубине 50 см составлял 3.5°С, т. е. латеральная изменчивость температуры почвы в пределах делянки оказалась почти такой же, как и на всем поле, Таким образом, неоднородности температурного поля не размыты в пространстве, а приурочены к переходам между почвами с контрастным строением профиля. Величины выявленных различий в температуре агросерых почв близки к величинам, характеризующих локальные различия в температуре почв, входящих в состав полупустынных и мерзлотных комплексов (Димо, 1907; Келлер, 1913; Димо, 1972; Куликов, 1997).

Летом 2003 г. была проведена подробная топографическая съемка поверхности участка, включавшего почвы с ВГГ и почвы с минеральными подпахотны-

0.8 кВт/м

О кВт/м*

Рис. 12. Мощность гумусированного слоя, см (а), рельеф современной поверхности, см (б), внутрипочвенный рельеф нижней границы гумусово-аккумулятивного слоя, см (в), относительная освещенность поверхности в летний полдень (г) для участка с/х поля размером 16x30 м.

ми горизонтами (рис. 12, а). Участок размером 16x30 м был обследован по сетке с шагом 2 м; в узлах сетки бурением была измерена мощность гумусирован-ной толщи. Анализ топографического описания нижней границы гумусово-аккумулятивного слоя позволил выявить реликтовое понижение палеорельефа, которое было впоследствии заполнено материалом нынешнего ВГГ (рис. 12, в). Особенностей современного микрорельефа в области залегания ВГГ не наблюдалось (рис. 12, б); карта освещенности, построенная с использованием программных средств (рис. 12, г) соответствует микрорельефу современной поверхности и тоже не имеет особенностей в области почв с ВГГ.

Температуру почв на глубинах 50 и 70 см измеряли в узлах сетки в пределах части показанного на рис. 12 участка (рис. 13), целиком находившейся под черным паром. На обеих глубинах температура почв с ВГГ была достоверно ниже. Поскольку ни растительностью, ни микрорельефом, ни условиями инсоляции почвенные разности не отличались, можно сделать вывод о том, что латеральная вариабельность температуры глубоких слоев почвы определялась вариа-

Рис. 13. Мощность гумусированного слоя на участке 16, см (а) и температура почвы, °С, на глубинах 50 (б) и 70 см (в) 22-23.07.2003 г.

бельностыо мощности ВГГ, обладающего теплоизолирующими свойствами. Зависимость температуры от толщины гумусово-аккумулятивного слоя была почти линейной; коэффициенты корреляции Спирмена составили -0.80 для 50 см и -0.78 для 70 см (рис. 14).

Физические свойства агросерой почвы с ВГГ и агросерой типичной почвы исследовали на площадках 17 и 18, практически одинаково расположенных в микрорельефе участка 16. Расстояние между площадками 17 и 18 составляло 12 м. В слое 30-45 см плотность почвы на площадке 17 была в 1.4 раза меньше, чем на площадке 18; пористость в 1.3 раза больше; содержание углерода в 7 раз больше, содержание ила в 3 раза меньше (табл.1). Приведенные в табл. 1 величины соответствуют опубликованным ранее данным (Макеев, Дубровина, 1990; Алифанов, 1995; Дмитриев и др., 2000; Шеин и др., 2001). После периода интенсивных дождей влажность гор. АЬ оказалась выше в 1.2 раза, чем влажность

Т, °С

18 17 16 15

ЧЬо о

• 1

о 2

' Н, см

0 10 20 30 40 50 60 70 Рис. 14. Зависимость температуры почв на участке 16 от мощности гумусированного слоя (Н, см); глубины 50 (1) и 70 см (2).

подпахотного гор. ЕВ. В целом почва с ВГГ содержала больше влаги; рассчитанный по полученным данным влагозапас в слое 0-70 см составил 236 мм для площадки 17 и 191 мм для площадки 18.

Полученные результаты позволяют говорить о том, что расхождения в современном гидротермическом режиме почв ополья в какой-то степени имитируют реликтовые условия их формирования. В периоды снеготаяния и интенсивного поступления осадков почвы с ВГГ собирают влагу, как если бы они располагались в понижении, и, таким образом, имитируют условия древнего микрорельефа. Латеральное распределение температуры тоже отчасти имитирует условия формирования почвенного покрова Участки с ВГГ летом прогреваются хуже, как если бы они располагались в микропонижениях. Зимой эти участки промерзают на меньшую глубину, что тоже характерно для почв микропонижений. Таким образом, реликтовая структура по-прежнему определяет температурный режим почв ополья Возможно, существует и обратная связь неоднородности современного температурного поля в какой-то степени способствуют сохранности существующей структуры почвенного покрова Можно предложить два гипотетических механизма такой обратной связи. Во-первых, более низкие летние температуры на участках с ВГГ могут способствовать некоторому замедлению минерализации гумуса по сравнению с другими, более теплыми участками, хотя степень проявления этого эффекта будет определяться разницей в составе микробных сообществ различных почв (Горленко и др., 2001). Во-вторых, поскольку зимой участки с ВГГ промерзают на меньшую глубину, весенний сток талых вод идет преимущественно через эти участки, обогащая их вновь образованными гумусовыми веществами. Существование латерального перераспределения гумусовых веществ в почвенном покрове ополья подтверждается данными Е Ю. Милановского (2006) о содержании гидрофильных гумусовых веществ в профиле составляющих покров почв Оба предложенных механизма могут поддерживать существующую структуру почвенного покрова и способствовать ее сохранности на агрогенном этапе эволюции.

Физические свойства почв на площадках 17 и 18. плотность р, плотность твердой фазы р5, пористость е, содержание углерода С, гранулометрический состав, влажность при определении плотности.

№ Горизонт, см Глубина отбора, см С, % Содержание частиц (мм), %

площадки, почва Р. г/см3 w, см3/см3 P« г/см3 е, см3/см3 0.050.25 0010.05 0 0050.01 0.0010.005 <0.001

Апах, 0-22 10-15 1 22 0.327 2.61 0.532 2.84 20 41 12 14 13

17 АЪ, 22-55 30-35 1.03 0 362 2.59 0.602 3.99 13 50 14 13 10

Агросерая 40-45 1.06 0.381 2 59 0.590 3 46 9 55 14 12 10

с ВГГ 50-55 1.28 0 350 2.62 0.511 2.64 9 51 15 15 10

АЕ, 55-70 60-65 1 47 0.291 2.63 0.441 2.08 11 50 16 13 10

ВЕ8', 70- 70-75 - - 2 71 - 0.43 6 55 11 11 17

Апах, 0-25 10-15 1.38 0 327 2.62 0 473 2.20 11 52 9 13 15

18 ЕВ, 25-60 30-35 1.49 0.293 2.70 0.447 0.53 6 48 9 11 26

Агросерая 40-45 1.45 0.307 2.71 0.465 0.49 7 41 8 11 33

типичная 50-55 1.44 0 308 2.72 0 470 041 8 42 9 10 31

В, 60- 60-65 1.54 0 318 2.72 0 433 0.39 6 44 9 10 31

70-75 - - 2.72 - 0.33 6 47 8 10 29

Глава 5. Математическое моделирование температуропроводности

Экспериментальные кривые зависимости температуропроводности от влажности предлагается аппроксимировать функцией:

где м> - влажность почвы, к- соответствующая ей температуропроводность, лг0, а, и»() и Ъ - параметры кривой. Эти параметры имеют ясный физический смысл (рис. 15, а): лг0 - температуропроводность сухой почвы; - влажность, при которой достигается максимум температуропроводности; кц+а - максимальная температуропроводность при \\>=ц>0 Параметр Ь характеризует ширину пика кривой и определяется диапазоном влажности, в котором происходит активный термоперенос почвенной влаги Чем меньше величина параметра Ъ и чем выше и-,,, те сильнее выражена Б-образность кривой. Таким образом, параметры предложенной аппроксимации позволяют численно охарактеризовать не только пределы изменчивости температуропроводности изученных горизонтов с влажностью, но и форму полученных кривых.

Функция (1) хорошо аппроксимирует экспериментальные зависимости температуропроводности от влажности - от почти линейных до выраженно Б-образных (рис. 15, б). Среднеквадратичная относительная ошибка аппроксимации для почв ополья (33 кривые, 354 точки) составила 3.6 %. Ранее предложенные степенная (Чудновский, 1967) и полиномиальная (Тихонравова, Хитров, 2003) аппроксимации описывают эти же данные с ошибками 8 4 и 5 2 %. Для уплотненной почвы ошибка аппроксимации Б-образной зависимости степенной функцией составляет 13.3 %, полиномиальной функцией - 11.5 %, предложенной логнормальной функцией (1) - 6.4 %.

почвы

(1)

к, кг'иАс

к, кг'Л

.Асм3

У/, СМ3/™3

0,5

0,5 0,1 0,3

Рис. 15. (а) График аппроксимациоиной зависимости к(\ч). (б) Примеры применения функции (1) для аппроксимации экспериментальных зависимостей температуропроводности от влажности для образцов из гор. Апах (1), АЕ (2) и ЕВ (3) на площадке 3.

Пример применения параметров кь, а, и^, Ъ для формальной характеристики экспериментальных зависимостей приведен на рис. 16 и в табл 2. Анализируются данные, полученные для гор. В2, В2пах и Апах модельных почв. При заполнении лизиметров гор. Апах изначально был помещен в естественную для себя верхнюю часть профиля В другом варианте на поверхность был вынесен гор. В2, и гор В2пах был сформирован из верхней части гор. В2 непосредственно в лизиметре. К моменту проведения наших исследований плотность гор. В2пах и содержание в нем органического углерода приблизились к показателям гор. Апах, а гранулометрический состав сохранял сходство с составом исходного гор. В2 На рис. 16 видно, что для минерального гор. В2 зависимость температуропроводности от влажности имеет Б-образный характер; для гор. Апах - скорее близка к параболическому; для генетически переходного гор. В2пах имеет переходную форму по сравнению с кривыми для гор. В2 и Апах. Качественные различия отражаются на количественном уровне в величинах параметров Ка, а, Н'о, Ь (табл. 2). В ряду В2-В2пах-Апах параметр к0 закономерно возрастает, параметр а - уменьшается, координата максимума кп закономерно сдвигается в область низких влажностей, параметр Ъ увеличивается, отражая уменьшение Б-образности кривой.

(б)

(В)

о,:

0,3

0,5

0,1

0,3

0,5

— 3,3

\у, см /см

Рис. 16. Зависимости температуропроводности от влажности для горизонтов модельных почв: В2 (а), В2пах (б), Апах (в).

Таблица 2.

Параметры аппроксимации зависимости к(\ч) для модельных почв.

Горизонт кь, 10"7м2/с а, 10"' м7с И'о, см /см Ь

В2 1.11 3.09 0.46 0.43

В 2 пах 1.31 2.31 0.40 0.62

Апах 2.14 1.54 0.33 0.85

Для почв Владимирского ополья были рассчитаны среднегоризонтные параметры /сь, а, и'о, Ъ (табл. 3). Для каждого горизонта аппроксимирующая характеристика строилась по всем имеющимся экспериментальным точкам, т. е использовались данные для всех образцов из этого горизонта. Соответственно полученные параметры характеризуют среднюю кривую, описывающую зависимость температуропроводности данного горизонта от влажности. Для гор. Апах приведены параметры, рассчитанные «в среднем» (1 строка в табл. 3), а также отдельно для участков, где под гор. Апах расположены и припахиваются при обработке гор АЬ или АЕ (2 строка) и для участков с минеральными подпахотными гор В и ЕВ (3 строка).

Параметры для гор. А1, АЬ и АЕ близки между собой Выположенность зависимостей отражается в высоких значениях параметра Ь. Диапазон изменения температуропроводности с влажностью (параметр а) невелик. В сухом состоянии температуропроводность гор. АЕ чуть выше, чем А1 и АЬ (параметр Ко). Для минеральных гор. характерна более Б-образная форма кривой, что отражается в уменьшении параметра Ь. В ряду ЕВ-В-ВЫ§ самой высокой температу-

Параметры зависимости k(\v) для почв Владимирского ополья

Горизонт аг0, 10'7м2/с а, 10"7м2/с Wo, см /см3 b

Апах 2.17 ± 0.13 2.31 ±0.20 0.41 ±0.06 0.65 ±0.13

Апах (Ah, АЕ) 2.15 ±0.22 2.13 ±0.28 0.39 ±0.08 0.63 ±0.19

Апах (В, ЕВ) 2.15 ± 0.18 2.79 ±0.59 0.52 ±0.20 0.78 ±0.25

AI 1 94 ±0.13 1.93 ±0.14 0.34 ±0.02 0.66 ±0 09

Ah 2.02 ± 0.28 1.78 ±0.28 0.37 ±0.08 0.77 ± 0 25

АЕ 2 21 ±0.51 1.89 ±0.54 0.31 ±0.07 0.66 ±0.33

ЕВ 2.61 ±0.12 2.50 ±0.17 0.36 ±0.03 0.51 ±0.09

В 1.92 ±0.13 2.79 ±0.19 0.36 ±0.02 0 36 ±0 06

Bhfg 1.18 ± 0.02 2.83 + 0 03 0.38 ±0.00 0 25 ±0 01

ропроводиостыо характеризуется гор ЕВ; самой низкой - гор Bhfg. Параметры, полученные для пахотных гор., занимают промежуточное положение между параметрами для высокогумусных и минеральных гор

При построении педотрансферных функций были использованы индивидуальные наборы параметров к0, а, w0, b, характеризующие зависимости k(w), полученные для отдельных образцов. Эти параметры были сопоставлены с физическими свойствами исследованных почв (табл. 4) Для параметра а наилучшими предикторами оказались плотность, пористость, содержание углерода и содержание средней пыли, для температуропроводности сухой почвы к0 -содержание физической глины, для степени выположенности Ъ - плотность твердой фазы, содержание углерода и содержание фракции Ф5 (частиц с диаметром менее 0.005 мм).

Таблица 4

Коэффициенты корреляции между параметрами зависимостей к(м>) и физическими свойствами почв ополья. Выделены значимые величины с р<0 05

Пара Плот- Плот- Порис Угле- Пыль Пыль Ил Физ Ф5

метр ность ность ТВ фазы тость род среди мелкая глина

0 32 -0 05 -0.36 0 00 -0 20 -0 13 -0.29 -0.42 -0.40

а 0.61 0.36 -0.60 -0.51 -0.49 -0.42 031 -0 09 0 14

w0 0 02 -0.17 -0 05 0 09 -0 30 -0 10 -0 16 -0 33 -0 24

b -0.41 -0.66 0 33 0.60 -0 02 -0 01 -0.52 -0.52 -0.61

Корреляционная матрица для параметров к0, а, Ь

Ко а щ ъ

Ко 1

а 0.01 1

-0.16 0.61 1

Ъ 0.31 -0.00 0.41 1

Координата максимума не коррелировала значимо ни с одним из исследованных физических свойств, но оказалась статистически связанной с параметрами а и Ь (табл. 5).

Приведенные в табл 4 коэффициенты корреляции относятся к гранулометрическому составу, определенному традиционным пипет-методом. С гранулометрическими показателями, полученными методом лазерной дифрактометрии, значимо не коррелировал ни один из параметров к0, а, и'о, Ь

Методами регрессионного анализа были получены два варианта педотранс-ферных функций, позволяющих переходить от агрофизических свойств почвы к ее температуропроводности и обозначенных в дальнейшем тексте как «ПТФ-1» и «ПТФ-2» В ПТФ-1 параметры к0, а, щ, Ь рассчитываются по данным о плотности почвы и содержании органического вещества. На втором шаге эти параметры используются при расчете температуропроводности почвы по данным о ее влажности с использованием функции (1). ПТФ-2 отличается от ПТФ-1 тем, что на первом этапе при расчете параметров ко, а, м>о, Ъ к плотности и углероду добавляются данные по плотности твердой фазы и гранулометрическому составу Полученные ПТФ имеют следующий вид.

ПТФ-1:

*:„ =-1.06 + 1.98р + .20С а = -0.58 + 2.43/7- 0 08С

6 = 0.12 + 0.12/9 + 0.12С (2)

= -0.05 + 0.12а + 0.28&

ПТФ-2.

лг0 = -15.6 + 2 02р + .28С + 5.59р. - МПс - .07Пм + .23—

Ил

а = 15.63 + 2.25р- 0.1С - 5.59/7, - 0.02Лс - 0 02Пм - .13—

5 Ил, (3)

¿> = 9.4 - 0.14/j - 0.008С - 3.07р5 - 0.01Ф5 - 05—

Ил

w0 =-0.05 +0.12а+ 0.286

где р - плотность почвы, С - содержание углерода, ps - плотность твердой фазы, Пс - содержание средней пыли, Пм - содержание мелкой пыли, П/Ил - отношение «пыль/ил», Ф5 - содержание частиц размером менее 0.005 мм.

Проверку работы ПТФ-1 и ПТФ-2 проводили на данных для почв Владимирского ополья, по которым эти модели были настроены, а также на независимых данных для суглинистых почв со сходными физическими свойствами (дерново-подзолистых и модельных) Точность расчетов сравнивали с точностью модели Герайзаде (1974) и точностью подхода МакБратни-Минасни (McBratney, Mi-nasny, 2004), включающего модели де Фриза (de Vnes, 1966) и Кемпбелла (Campbell, 1985).

На данных для почв ополья ПТФ-1 и ПТФ-2 работали со среднеквадратичными относительными ошибками 26 и 23 %. Модель Герайзаде для почв ополья дала ошибку 24 %, сопоставимую с ошибками моделей 1 и 2. Но модель Герайзаде рассчитывает лишь максимальную температуропроводность, т. е. одну точку на кривой зависимости температуропроводности от влажности, а ПТФ-1 и 2 позволяют рассчитывать температуропроводность почвы при любом значении влажности. Модель МакБратни-Минасни в применении к почвам ополья работала с ошибкой 66 %, т е. намного хуже, чем ПТФ-1 и ПТФ-2. Применение ПТФ-1 и ПТФ-2 к суглинистым почвам, свойства которых не были использованы при определении параметров ПТФ, привело к незначительному снижению точности расчетов: для дерново-подзолистых и модельных почв при использовании ПТФ-1 ошибка составила 25-27 %; при использовании ПТФ-2 - 28 %

Рис. 17. Рассчитанная по ПТФ-1 температуропроводность на глубинах 10-15 см и 25-30 см, 10 7 м2/с (а, б) и мощность гумусированного слоя, см (в), на исследованном участке опытного поля ЭПС ИФХ и БПП РАН (Пущино).

С помощью ПТФ-1 была оценена вариабельность температуропроводности почв на участке сельскохозяйственного поля ВНИИСХ РАСХН площадью 2.35 га (участок 12). Использовались данные почвенно-агрофизического опробования (Тымбаев, 2004). Для июля 2002 г. диапазон изменчивости расчетной температуропроводности почв составил 1.7-2.2x10"7 м2/с на глубине 10 см и 1.5-2.4хЮ~7 м2/с - на глубине 40 см. Температуропроводность почв с ВГГ на глубинах 10 и 40 см достоверно отличалась от температуропроводности почв с минеральными подпахотными горизонтами на уровнях значимости 0.01 и 0.02.

ПТФ-1 была применена для численной оценки температуропроводности аг-росерых почв комплексного почвенного покрова южного Подмосковья (рис. 17). При расчетах использовались данные о пространственном распределении плотности, содержания углерода и влажности почв, полученные при агрофизическом опробовании участка опытного поля ЭПС ИФХ и БПП РАН размером 48x48 м по регулярной сетке с шагом 8 м. Применение ПТФ-1, настроенной по почвам ополья, к данным сеточного опробования независимого почвенного объекта позволило выявить в комплексном почвенном покрове зоны пониженной температуропроводности, в целом совпадающие с областями залегания почв с ВГГ.

Глава 6. Математическое моделирование динамики температурного поля почв в комплексном почвенном покрове

При математическом моделировании динамики температуры исследованных почв использовали уравнение теплопроводности (Тихонов, Самарский, 1966, Воронин, 1986):

где T(z,t) - температура, / - время, z - глубина, cv(z,t) и Л(z,t) - объемная теплоемкость и теплопроводность почвы, связанные с температуропроводностью почвы к соотношением Я(г,1) = K(z,t)- cjzj). На верхней границе расчетного слоя задавалась экспериментальная либо расчетная динамика температуры; на нижней - условие отсутствия потока тепла. Модель была реализована на языке BASIC; использовалась неявная схема; задача решалась методом прогонки. Шаг по глубине составлял 1 см, шаг по времени - 1 час при моделировании суточной динамики (рис. 18, а, б) и 1 сутки - при моделировании сезонной и годовой динамики (рис. 18, в, г; рис 20-22). Температуропроводность почвы при заданной влажности рассчитывалась с помощью функции (1), параметры к0, а, н>о, b определялись в соответствии с принадлежностью интересующего слоя к тому или иному горизонту, либо рассчитывались по данным об агрофизических свойствах почвы с помощью ПТФ-1 (2).

На рис. 18 приведены результаты моделирования температурного режима почвы на основе использования экспериментальных данных о динамике температуры на верхней границе расчетного слоя. Температуропроводность горизонтов рассчитывалась по данным о влажности в расчетный период с помощью функции (1), аппроксимирующей лабораторные зависимости

Модель верно отражает ход температуры дерново-подзолистой почвы на территории УО ПЭЦ «Чашниково» в течение 85-часового периода, но несколько недооценивает размах суточных колебаний (рис. 18, а, б). Эта систематическая ошибка связана с использованием в модели температуропроводности, оп-

т °с

(а)

(в)

20 •

10 ■

(б)

(г)

20 -

о"—

10 ■

24 00 48 00 72.00 Время, ч

20 Время, сут

Рис. 18. Моделирование температурного режима почвы с использованием данных о температуре ее поверхности Приведены результаты измерений (1) и расчетов (2) для дерново-подзолистой почвы за период 13-16.08.1991 г. для глубин 5 см (а) и 20 см (б) и для модельной почвы за период 1-30.09.1997 г. для глубин 50 (в) и 80 см (г).

ределенной для почвенных образцов небольшого размера. Стенки измерительной ячейки ограничивают конвективный перенос тепла внутри образца, что приводит к занижению измеряемой температуропроводности почвы. С использованием в модели заниженной температуропроводности связана и недооценка скорости осеннего охлаждения почвы в лизиметре (рис. 18, в, г). Тем не менее, в целом можно говорить об удовлетворительном совпадении расчетных кривых и экспериментальных данных: расхождения между расчетными и реальными значениями температуры почвы не превышают 1.4°С, среднеквадратичная ошибка вычислений составляет менее 0.7°С.

Была исследована возможность задания верхнего краевого условия на основе использования стандартных метеоданных о температуре воздуха. Статистическая обработка данных агрометеопоста «Суздаль» за май-сентябрь 1966-1995 гг. позволила получить регрессионное соотношение между среднесуточными температурами воздуха на высоте метеобудки и почвы на глубине 10 см:

Тю =0.805Гг +3.22, Д=0.90.

(5)

т, °с

20 -

10 -

VII

VIII

Рис. 19. Динамика среднесуточной температуры почвы на глубине 10 см за период 1 05-30.09.1999 г.: (1) - данные агрометеопоста «Суздаль», (2) - результаты расчетов с использованием соотношения (5).

С использованием соотношения (5) для площадки агрометеопоста «Суздаль» была рассчитана динамика среднесуточной температуры почвы на глубине 10 см по данным о среднесуточной температуре воздуха за период с 1 05 по 30.09.1999 г. Расчетная кривая в целом верно описывает сезонную динамику температуры почвы (рис. 19). Среднеквадратичное отклонение между расчетными и экспериментальными величинами составляет 1.8°С при общем диапазоне изменчивости экспериментальных значений 4.3-26.3°С. Эти результаты позволили при дальнейшем моделировании температуры почв использовать метеоданные о температуре воздуха, выбрав в качестве верхней границы расчетного слоя глубину 10 см.

Годовую динамику температуры почвы рассчитывали для площадок 13-15, задавая одинаковые условия на поверхности и учитывая различия в строении почвенного профиля. Расчеты велись для слоя 10-200 см и периода 1.05 200320.09.2004 гг. Температуру на верхней границе рассчитывали с помощью соотношений (5), используя данные метеопоста «Суздаль» о среднесуточной температуре воздуха. В период устойчивого снежного покрова температуру на глубине 10 см задавали постоянной и равной -0 2°С. Начальную температуру почвы задавали равной 4°С во всем расчетном слое. Температуропроводность рассчитывали для влажности 0 25 см3/см3 с использованием параметров функции (1) для гор Апах, Ah, АЕ, ЕВ, В с площадок 3, 6, 7, 8.

т, °с

(а)

(б)

(в)

(Г)

• 2

1 05 03

1 11 03

1.05 04

1.05 03

1 И 03

1 05.04

Рис 20. Расчетная динамика температуры агросерой почвы с ВГГ, площадка 13 (1) и агросерой типичной почвы, площадка 14 (2) на глубинах 20 (а), 30 (б), 40 (в) и 50 см (г) с 1.05.2003 по 20.09.2004 г.

На рис. 20 приведены результаты расчетов для площадок 13 и 14; температура на площадке 15 принимала промежуточные значения. В модели, как и в реальности, площадка 13 хуже прогревалась летом и медленнее охлаждалась зимой, чем площадка 14; эта разница увеличивалась с глубиной. Чувствительность температуры почвы к кратковременным колебаниям температуры воздуха, наоборот, с глубиной уменьшалась. Летом 2003 г. максимальная расчетная температура на глубине 50 см составила для агросерой почвы с ВГГ (площадка 13) 17.3°С, для агросерой типичной почвы (площадка 14) - 19.4°С. Эти величины почти совпадают с экспериментальными, составившими 17.4 и 19.6°С (рис. 8) Среднеквадратичные ошибки расчетов не превышали 1,7°С; ошибки имитации, равные отношению среднеквадратичной ошибки расчетов к медианному значению температуры на той или иной глубине за расчетный период, составили 12-19 %. Таким образом, использование метеоданных позволило адекватно воспроизвести годовую динамику температуры почв с различным строением профиля и расхождения между ними. Заметим, что расчеты были проведены для модельных условий: для постоянной по профилю и во времени влажности,

(а) (б) (в)

Рис. 21. Мощность гумусированного слоя, см (а) и расчетная температура почвы, °С, на глубинах 50 (б) и 70 см (в) для 23.07.2003 г. на участке 16.

одинаковой для всех площадок. Модельный эксперимент показал, что расхождения в температуре различных почв могут возникать независимо от различий в увлажнении контрастных почв.

Опробованный на площадках 13-15 подход был применен для моделирования пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья. Расчеты велись для 54 точек, полученных при разбиении участка 16 сеткой с шагом 2 м. Мощность гумусированного слоя в расчетных точках составляла от 8 до 68 см (рис. 21, а). Рассчитывалась динамика температуры почв для периода 1.05-23.07.2003 г.; начальные и граничные условия, мощность расчетного слоя, влажность почв задавались как в предыдущем случае. Погоризонтная температуропроводность в каждой точке рассчитывалась в соответствии со строением профиля.

Полученное при моделировании распределение температуры в почвенном покрове (рис. 21) соответствовало реальности (рис. 13): в точках с большей мощностью гумусированного слоя расчетная температура была ниже. К 23.07.2003 г. расчетная температура на глубинах 50 и 70 см варьировала в пределах 15.2-17.0°С и 14.5-16.6°С (рис. 21,6, в). Диапазоны изменчивости реальной температуры на этих глубинах 23.07.2003 г. составили 16.6-18.6°С и 15.5-17.2°С (рис. 13, б, в). Модель несколько недооценивала скорость летнего прогревания почв ополья, но верно отражала разницу в температуре контрастных участков.

Для комплекса почв южного Подмосковья этот подход был применен в не-

Рис. 22. Распределение расчетной (а, б) и экспериментально измеренной (в) температуры почвы на глубине 50 см, °С, на исследованном участке опытного поля ЭПС ИФХ и БПП РАН (Пущино). Приведены данные для 14.06 (а) и 17.06.2002 г. (б, в).

сколько иной модификации. При расчетах температуропроводности использовались не данные о строении профиля (подход «горизонт-температуропроводность», как в случае почв ополья), а результаты опробования агрофизических свойств интересующего участка (подход «свойства-температуропроводность»). Использовали ПТФ-1 и данные о плотности, влажности и содержании углерода, полученные 17.06.2002 г. для глубин 10, 20, 30, 40, 50 см по сетке с шагом 8 м. Начальные условия и мощность расчетного слоя были такими же, как в двух предыдущих вариантах. Расчеты велись для 49 точек для периода 1.05-17.06.2002 г.; температуру на верхней границе рассчитывали по данным метеостанции «Серпухов» о температуре воздуха с использованием соотношения (5).

Как и в случае почвенного покрова Владимирского ополья, модель занижала температуру почв примерно на 1.5°С, но верно отражала характер пространственного распределения температуры. Выявленные в процессе моделирования зоны набольшего и наименьшего прогревания в целом совпадали с экспериментальными (рис. 22). Для 17.06.2002 г. разброс расчетных температур на глубине 50 см составил 12.9-13.6°С (рис. 22, б); экспериментальных - 14.4-15.2°С (рис. 22, в). Столь небольшая латеральная изменчивость температуры объясняется резким похолоданием, произошедшим 14-15.06. Как видно на рис. 7 и 20, при

кратковременном охлаждении, происходящем на фоне сезонного прогревания, расхождения между температурами контрастных почв уменьшаются. Температура, рассчитанная для 14.06 2002 г., менялась в пределах участка сильнее- от 13.5 до 14 6°С (рис.22, а).

Математическое моделирование показало, что при идентичных условиях на поверхности расчетные температурные режимы агросерых почв с различными физическими свойствами почвенных горизонтов закономерно отличаются. Величина полученных при расчетах различий практически совпадает с выявленными при полевых исследованиях. Эти результаты подтверждают, что обнаруженная пространственная изменчивость почвенных свойств является достаточной для формирования в комплексном почвенном покрове латерально неоднородного температурного поля. Они также являются косвенным подтверждением нашего представления о том, что в условиях агрогенного микрорельефа и однородной антропогенной растительности основным фактором формирования латеральных неоднородностей температурного поля почв является латеральная изменчивость почвенных свойств.

Основные выводы

1. Температурное поле пахотных почв, формирующееся в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья, является закономерно латерально неоднородным. На протяжении вегетационного периода области залегания ВГГ характеризуются более низкой температурой глубоких слоев почвы, чем области, занятые почвами без этого горизонта. В период наибольшего летнего прогревания температура глубоких слоев отрицательно коррелирует с суммарной мощностью гумусово-аккумулятивной толщи.

2. Во время осенне-зимнего охлаждения характер распределения температуры в почвенном покрове ополья меняется. Зимой участки, занятые почвами с ВГГ, оказываются более теплыми. Граница зимнего проникновения отрицательных температур вглубь почв с ВГГ лежит выше, чем в случае почв с минеральными подпахотными горизонтами.

3. В почвенном покрове Владимирского ополья качественно воспроизводится латеральная неоднородность реликтовых температурных условий его формирования: почвы, развитые на ныне полностью захороненных палеомикро-водоразделах, в настоящее время лучше прогреваются летом и сильнее охлаждаются зимой, как если бы они по-прежнему располагались на выпуклых элементах микрорельефа.

4. Современный температурный режим почвенного покрова ополья определяется его структурой, унаследованной от доагрогенных этапов эволюции. В условиях выровненной поверхности пахотных почв и однотипной антропогенной растительности закономерная изменчивость температурного поля в комплексном почвенном покрове объясняется различиями в строении профиля составляющих покров почв и в физических свойствах различных горизонтов, в первую очередь в их температуропроводности.

5. Зависимости температуропроводности от влажности, полученные для комплекса почв Владимирского ополья, различаются диапазоном изменчивости температуропроводности с влажностью и формой экспериментальных кривых.

6 Предложенная для аппроксимации зависимости температуропроводности почвы от влажности эмпирическая формула позволяет формализовать сопоставление подобных зависимостей для различных почв. Использование расчетных параметров аппроксимации, имеющих ясный физический смысл, позволяет сравнивать температуропроводность разных горизонтов при различных значениях влажности, количественно характеризовать качественные различия в форме экспериментальных кривых, а также выявлять физические причины этих различий.

7. Полученные ПТФ, связывающие параметры зависимости температуропроводности от влажности с агрофизическими свойствами почвы, позволяют выявлять в комплексном почвенном покрове зоны различной температуропроводности по данным о латеральном распределении плотности, влажности

и содержания органического углерода. 8. Физически обоснованная математическая модель распространения температурных волн в почвах, включающая полученные ПТФ, позволяет прогнозировать развитие температурного поля в комплексном почвенном покрове на основе метеоданных о температуре воздуха и данных о пространственном распределении агрофизических свойств почв.

Список основных публикаций по теме диссертации I. Монографии, учебные пособия

1. Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Рычева (Архангельская) Т.А., Сидорова М.А., Смагин А.В, Умарова А.Б Лабораторные методы исследования физических свойств почв. М., 2000. 55 с.

2. Шеин Е.В , Архангельская Т.А., Гончаров В.М. и др. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв. М.: Изд-во МГУ, 2001. 200 с.

3. Архангельская Т.А., Батырев Ю П, Бурков В.Д. и др. Наземный мониторинг экосистем. М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. 336 с.

4. Архангельская Т.А. Глава XIII. Температурный режим и тепловые свойства почв. С. 373-401 // Теории и методы физики почв. Коллективная монография под ред. Е.В. Шеина, Л.О. Карпачевского. М.: Гриф и К, 2007. 616 с.

II. Статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК для публикации основных результатов диссертационных работ

5. Рычева Т.А., Капинос В.А., Гильманов Т.Г. Опыт моделирования температурного режима почвы арктической тундры // Почвоведение. 1992. № 4. С. 4249.

6. Рычева Т.А. Температуропроводность дерново-подзолистой почвы, влияние движения влаги // Почвоведение. 1994. № 8. С.53-57.

7. Рычева Т.А. Моделирование поступления солнечной энергии на поверхность почвы // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 1995 №4. С. 28-34.

8. Рычева Т.А. Моделирование температурного режима дерново-подзолистой почвы: определяющая роль условий на поверхности // Почвоведение. 1999. № 6. С. 697-703

9. Умарова А Б , Шеин Е.В., Архангельская Т.А. Особенности формирования элементов водного режима дерново-подзолистых почв в годовой, сезонной и суточной динамике // Вестник Московского университета Сер. 17. Почвоведение 2002. № 3. С. 22-30.

10. Архангельская Т.А. Генезис сезоннопромерзающих серых лесных почв со

вторым гумусовым горизонтом (на примере Владимирского ополья) // Крио-сфера Земли. 2003. Т. 7. № 1. С. 39-48.

11. Архангельская Т.А. Температуропроводность серых лесных почв Владимирского ополья // Почвоведение. 2004. № 3. С. 332-342.

12. Архангельская Т.А., Худяков О.И., Бедрина Т.Н., Митусов A.B. Латеральная изменчивость агрофизических показателей и неоднородность гидротермического поля в комплексном почвенном покрове южного Подмосковья // Вестник Московского ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2005. № 2. С. 8-15.

13. Архангельская Т.А., Губер А.К, Мазиров МА., Прохоров М.В. Температурный режим комплексного почвенного покрова Владимирского ополья // Почвоведение. 2005. № 7. С. 832-843.

14. Шеин Е.В., Архангельская Т.А. Педотрансферные функции: состояние, проблемы, перспективы // Почвоведение. 2006. № 10. С. 1205-1217.

15. Архангельская Т.А., Бутылкина М.А., Мазиров М.А., Прохоров М.В. Свойства и функционирование пахотных почв палеокриогенного комплекса Владимирского ополья // Почвоведение. 2007. № 3. С. 261-271.

16. Федотов Т.Н., Шеин Е.В., Путляев В.И., Архангельская Т.А., Елисеев A.B., Милановский Е Ю. Физико-химические основы различий седиментометриче-ского и лазерно-дифракционного методов определения гранулометрического состава почв // Почвоведение. 2007. № 3. С 310-317.

17. Архангельская Т.А. Расчетный метод выявления структуры температурного поля в пахотных почвах палеокриогенных комплексов Русской равнины // Вестник ОГУ. 2007. Октябрь. Вып. 75. Ч. 1. С. 28-32.

18. Архангельская Т.А., Умарова А.Б. Температуропроводность и температурный режим почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Почвоведение. 2008. № 3. С. 311-320

19. Архангельская Т.А., Прохоров М.В., Мазиров М.А. Годовая динамика температуры пахотных почв палеокриогенных комплексов Владимирского ополья // Криосфера Земли. 2008. Т. XII. № 3. С. 80-86.

III. Публикации в журналах, продолжающихся изданиях и сборниках

20. Рычева Т.А. Температуропроводность дерново-подзолистой почвы при различной влажности // Физика почв и проблемы экологии. Пущино, 1992. С. 94-95

21 Рычева Т.А. Моделирование температурного режима почвы на основе данных метеонаблюдений // Тезисы докладов II съезда Общества почвоведов 27-30 июня 1996 г. Книга 1. Санкт-Петербург. 1996. С. 108-109.

22. Рычева Т.А., Умарова А.Б., Губер А.К. Годовая динамика температуры дерново-подзолистой почвы в условиях лизиметров Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования почв. Москва, 1998. С. 123-126.

23. Рычева Т.А., Губер А.К., Умарова А.Б. Суточные колебания температуры дерново-подзолистой почвы в лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования почв. Москва, 1998. С. 126-129.

24. Рычева Т.А., Губер A.K. Корреляционные связи между температурой воздуха и почвы в условиях лизиметров Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования почв. Москва, 1998. С. 129-132.

25. Умарова А.Б., Рычева Т.А., Губер А.К., Леонова A.A. Особенности формирования вертикального стока в период весеннего снеготаяния на лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические методы исследований в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии. Москва-Немчиновка, 1999. С. 214-220.

26. Рычева Т.А., Умарова А.Б., Губер А.К. Исследования температуры почвы в условиях лизиметров Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические методы исследований в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии. Москва-Немчиновка, 1999. С. 220-224.

27. Рычева Т.А., Мазиров М.А. Температуропроводность серых лесных почв Владимирского ополья и ее пространственная изменчивость // Экология речных бассейнов. Владимир, 1999. С. 72-75.

28. Рычева Т.А. Моделирование температуры почвы по данным о температуре ее поверхности // Экология речных бассейнов. Владимир, 1999. С. 126-129.

29. Архангельская Т.А., Мазиров М.А. Теплофизические характеристики серых лесных почв Владимирского ополья и их пространственная неоднородность // Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в Верхневолжье Вып. 2. Владимир, 2000. С. 5-17.

30. Царева Т.И., Архангельская Т.А. Определение температуропроводности серой лесной почвы с использованием метода преобразованной температуры // Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в Верхневолжье Вып. 2. Владимир, 2000. С. 18-23.

31. Архангельская Т.А., Мазиров М.А. О точности моделирования температуры почвы по метеоданным о температуре воздуха // Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в Верхневолжье. Вып 2. Владимир, 2000 С. 24-28.

32. Архангельская Т.А. Методика исследований температурного режима пространственно-неоднородного почвенного покрова // Современные проблемы опытного дела Т.1. Санкт-Петербург, 2000. С. 54-59.

33. Губер А.К., Архангельская Т.А. Математическое моделирование в физике почв: современное состояние и тенденции развития // Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов 11-15 июля 2000 г., Суздаль, книга 1. Москва, 2000 С. 87-89.

34. Архангельская Т.А., Губер А.К., Прохоров М.В. О влиянии второго гумусового горизонта на температурный режим серых лесных почв Владимирского ополья // Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов 11-15 июля 2000 г., Суздаль, книга 1. Москва, 2000. С. 173.

35. Мазиров М.А., Архангельская Т.А. Теплофизические свойства серых лесных почв Владимирского ополья // Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов 11-15 июля 2000 г., Суздаль, книга 1. Москва, 2000 С 193-194

36. Архангельская Т.А. Особенности внутрипочвенного теплообмена комплекса серых лесных почв Владимирского ополья // Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли. Пущино, 2001 С. 131-133. 37 Архангельская Т.А., Мазиров М.А. Моделирование сезонной динамики температуры почвы с использованием многолетних регрессионных соотношений // Системы воспроизводства плодородия почв в ландшафтном земледелии. Белгород, 2001. С. 25-28.

38. Губер А.К., Архангельская Т.А. О существовании особого гидротермического режима серых лесных почв со вторым гумусовым горизонтом // Масштабные эффекты при исследовании почв. М., 2001. С. 186-195.

39. Архангельская Т.А. Влияние тяжелой сельскохозяйственной техники на температуропроводность серой лесной почвы // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. Москва, 2002. С. 110.

40. Архангельская Т.А. Температуропроводность почвы западин в почвенном покрове Владимирского ополья // Гидроморфные почвы - генезис, мелиорация и использование. Москва, 2002. С. 5

41. Архангельская Т.А. Мониторинг температуры почвы при разработке адаптивно-ландшафтных и прецизионных систем земледелия // Современные проблемы земледелия и экологии. Курск, 2002. С. 41-44.

42. Архангельская Т.А., Бедрина Т.Н. О влиянии метеоусловий на пространственную изменчивость температуры серой лесной почвы // Труды ВНИИСХМ, вып. 34. Проблемы агрометеорологии и агроклиматологии. СПб.: Гидрометео-издат, 2002. С 121-131

43. Архангельская Т.А. Потоки энергии в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья и современные механизмы формирования его структуры // Роль почвы в формировании ландшафтов. Казань: изд-во «Фэн», 2003. С 14-17

44. Архангельская Т.А., Конищев В.Н., Рогов В.В. Соотношение признаков криогенного и химического выветривания в минералогическом спектре почв Владимирского ополья // Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения. Москва, 2003. С. 184-185.

45. Архангельская Т.А., Бутылкина М.А., Мазиров М.А., Прохоров М.В., Го-лев Е.А. Особенности залегания почв со вторым гумусовым горизонтом в рельефе пологого выровненного склона // Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. Москва, 2003. С. 156-158.

46. Архангельская Т.А., Мазиров М.А., Прохоров М.В., Бутылкина М.А., Го-лев Е.А. Температура и влажность почв Владимирского ополья в условиях жаркого влажного лета // Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. Москва, 2003. С. 159-161.

47 Мазиров М.А., Архангельская Т.А., Прохоров М.В., Бутылкина М.А. Комплексное исследование почвенного покрова пологого склона в юго-восточной части Владимирского ополья // Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов 9-13 августа 2004 г. Новосибирск, 2004. Книга 1. С. 439. 48. Архангельская Т.А. Новая эмпирическая формула для оценки коэффици-

ента температуропроводности почвы // Материалы научной сессии по фундаментальному почвоведению 30 ноября - 2 декабря 2004 г. Москва, 2004. С. 4546.

49. Архангельская Т.А. Тепловые свойства почвы1 роль плотности, дисперсности и содержания органического вещества // Структура и динамика молекулярных систем. Вып. 12. Йошкар-Ола, 2005. Часть 1. С. 20-25

50. Arkhangelskaya Т.А. Soil thermal properties as related to basic physical characteristics and freezing-thawing regime of a spatially heterogeneous paleocryogenic soilscape // Cryosols' genesis, ecology and management. Materials of the IV International Conference on Cryopedology, Arkhangelsk - Pmega, Russia, August 1-8, 2005. Pp. 28-29.

51. Архангельская Т.А. Экологическая функция почвы как депо тепла и влаги, реализация в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья // Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах Петрозаводск, 2005. С. 127-128.

52. Архангельская Т.А. Тепловые свойства почв: методы экспериментального определения и способы расчетной оценки // Экспериментальная информация в почвоведении, теория и пути стандартизации. Москва, 2005 С. 174-176.

53. Мазиров M А , Архангельская Т.А., Тымбаев В Г , Фаустова Е В Использование педотрансферных функций при картировании тепловых свойств почв // Экспериментальная информация в почвоведении, теория и пути стандартизации Москва, 2005. С. 124-125.

54. Архангельская Т.А. Опыт использования понятийного аппарата математической физики в современном почвоведении: достижения и проблемы // Экология и почвы. Том V. Пущино. ОНТИ ПНЦ РАН. 2006. С. 37-42.

55. Архангельская Т.А. Идеи физики неравновесных систем в современном почвоведении // Почвоведение и агрохимия в XXI веке Санкт-Петербург, 2006. С. 187-188.

56. Архангельская Т.А., Прохоров М.В , Мазиров М.А. Температуропроводность почв Владимирского ополья и ее роль в формировании температурного режима почвенного покрова // Современные проблемы повышения плодородия почв и защиты их от деградации. Минск, 2006. С. 23-25.

57. Arkhangelskaya Т.А. Modern functioning of surface paleosols of the Russian Plain as related to lateral redistribution of heat fluxes in the upper soil layers // Abstracts of the 18th World Congress of Soil Science. Philadelphia. 2006. httpV/crops.confex com/crops/wc2006/techprogram/Pl6583.HTM

58. Shein E.V., Arhangel'skaya T.A., Butilkina M.A., Tymbaev V G. Evolution of a spatially heterogeneous paleocryogenic soilscape and its impact upon formation of coupled moisture and thermal regimes // Abstracts of the 18th World Congress of Soil Science Philadelphia 2006.

http7/a-c-s conlex com/crops/wc2006/techprogram/P 12965 HTM

59. Архангельская Т.А. Поглощение и преобразование солнечной энергии в комплексном почвенном покрове // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем. Иркутск, 2006

С 197-198

60. Шеин Е.В., Архангельская Т.А., Умарова А.Б. и др. Обзор современных методов физики почв: требования arpo- и геотехнологий, научно-обоснованных биосферных прогнозов // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем. Иркутск, 2006. С. 24-26.

61. Шеин Е.В , Умарова А.Б., Архангельская Т.А. и др. Пространственно-временная изменчивость почвенно-физических свойств и процессов на разных иерархических уровнях как основа биоразнообразия // Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии. Улан-Удэ, 2006. С. 75-76.

62 Марусова Е.А., Бедрина Т.Н., Архангельская Т.А. Влияние природных и антропогенных факторов на пространственное варьирование морфологических особенностей пахотных серых лесных почв // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. М.: Наука, 2006. С. 541-552.

63. Arkhangelskaya Т.А. On the use of the concepts of mathematical physics in modern soil science // Eurasian soil science. 2006. Vol. 39. Supplement I. Pp. S20-S25

64. Архангельская Т.А. Структура палеокриогенного почвенного покрова Владимирского ополья и современное функционирование сопряженных участков // Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты. Санкт-Петербург. 2007. С. 152-155.

65. Шеин Е В., Архангельская Т.А., Дембовецкий A.B. и др. Проблемы количественной оценки пространственной структуры физических свойств в комплексном почвенном покрове // Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты. Санкт-Петербург. 2007. С. 25-27.

66. Архангельская Т.А., Прохоров М.В. Целлюлозолитическая активность геохимически сопряженных почв палеокриогенного комплекса Владимирского ополья // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования. Часть 1. Астрахань. 2007. С. 105-106.

67. Архангельская Т.А. Метод расчетной оценки температуропроводности почвы и его применение для выявления термически инертных зон в комплексном почвенном покрове // Ноосферные изменения в почвенном покрове. Владивосток, Изд-во Дальневосточного университета, 2007. С. 432-435.

68 Архангельская Т.А., Тымбаев В.Г., Гончаров В М. Температуропроводность почв Владимирского ополья: расчетная оценка и статистическое сопоставление // Ноосферные изменения в почвенном покрове. Владивосток, Изд-во Дальневосточного университета, 2007. С. 428-430.

69 Архангельская Т.А. Понятийный аппарат математической физики в современном почвоведении: состояние, проблемы, перспективы. // Организация почвенных систем. Т. 1. Пущино, 2007. С. 76-80.

70. Архангельская Т.А. Математические методы в теплофизике почв: от лабораторного образца до почвенного покрова // Материалы V Всероссийского съезда ДОП. Ростов-на-Дону. 2008.

Заказ Х° 3/08/08 Подписано в печать 1 08 2008 Тираж 200 экз. Усл. п л. 3

ООО "Цифровичок", тел. (495) 797-75-76, (495) 778-22-20 www.cfr.ru; e-mail:info@cfr.ru

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Архангельская, Татьяна Александровна

Введение

Содержание

Глава 1. Современные представления о температурном поле почв и закономерностях его формирования. Краткий обзор.

1.1. Факторы формирования температурного поля почв.

1.2. Тепловые свойства почвы и их связь с основными физическими свойствами.

1.2.1. Теплоемкость почвы.

1.2.2. Теплопроводность и температуропроводность почвы.

1.3. Методы расчетной оценки тепловых свойств почвы по ее основным свойствам.

1.3.1. Метод расчетной оценки теплоемкости почвы.

1.3.2. Современные методы расчетной оценки теплопроводности и температуропроводности почвы.

1.4. Современные подходы к математическому моделированию температурного режима почв.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Агросерые почвы Владимирского ополья (Суздальский р-н Владимирской обл.).

2.1.1. Экспериментальные участки и их взаимное расположение

2.1.1.1. Методика отбора образцов для лабораторных исследований.

2.1.1.2. Методика проведения режимных наблюдений.

2.1.1.3. Методика исследований латеральной изменчивости температуры в почвенном покрове.

2.2. Агросерые почвы правобережья р. Оки (Серпуховской р-н Московской обл.).

2.2.1. Экспериментальный участок. Методика проведения полевых измерений и отбора образцов для лабораторных исследований.

2.3. Дерново-подзолистая почва (пос. Чашниково Московской обл.)

2.3.1. Экспериментальные площадки. Методика отбора образцов для лабораторных исследований.

2.3.2. Методика проведения полевых наблюдений.

2.4. Модельные почвы в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ.

2.4.1. Экспериментальные площадки.

2.4.2. Методика проведения режимных наблюдений и отбора образцов для лабораторных исследований.

2.5. Методика проведения лабораторных исследований.

2.5.1. Определение температуропроводности почвы методом регулярного режима.

2.5.1.1. Теоретические основы метода регулярного режима.

2.5.1.2. Практическая реализация метода регулярного режима

2.5.1.3. Варианты осуществленных модификаций методики проведения лабораторных экспериментов по методу регулярного режима.

2.5.2. Лабораторные методы определения основных почвенных свойств.

2.5.2.1. Метод лазерной дифрактометрии.

2.6. Методика проведения расчетов.

2.6.1. Методика параметризации экспериментальных зависимостей температуропроводности от влажности.

2.6.2. Методы статистического анализа данных.

2.6.3. Расчетные методы определения температуропроводности почвы по полевым данным.

2.6.4. Методика моделирования температурного режима почвы.

Глава 3. Температуропроводность исследованных почв.

3.1. Температуропроводность агросерых почв Владимирского ополья (Суздальский р-н Владимирской обл.).

3.2. Температуропроводность дерново-подзолистой почвы (УОПЭЦ «Чашниково», Солнечногорский р-н Московской обл.).

3.3. Температуропроводность модельных почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ.

3.4. Соотношение между лабораторными характеристиками и температуропроводностью почвы in situ.

Глава 4. Результаты полевых исследований.

4.1. Результаты полевых исследований для комплекса агросерых почв

Владимирского ополья (Суздальский р-н Владимирской обл.).

4.1.1. Результаты режимных наблюдений.

4.1.1.1. Суточная динамика температуры агросерых почв на площадках «Сутки-1,2».

4.1.1.2. Годовая динамика температуры агросерых почв на площадках «Сезон-1,2».

4.1.1.3. Годовая динамика температуры агросерых почв на участке «Поле 3».

4.1.2. Результаты исследований латеральной изменчивости температуры агросерых почв в почвенном покрове Владимирского ополья.

4.1.2.1. Распределение температуры агросерых почв вдоль трансекты между площадками «Сезон-1» и «Сезон-2».

4.1.2.2. Изменчивость температуры агросерых почв на участке «Поле 2».

4.1.2.3. Латеральная изменчивость температуры агросерых почв в масштабе сельскохозяйственного поля.

4.1.2.4. Латеральная изменчивость температуры агросерых почв в масштабе опытной делянки.

4.1.2.5. Функционирование комплекса агросерых почв в условиях пологого склона.

4.1.2.5.1. Расположение сопряженных агросерых почв в современном и палео- микрорельефе.

4.1.2.5.2. Латеральное распределение содержания углерода в пахотном слое агросерых почв.

4.1.2.5.3. Латеральное распределение температуры глубоких слоев почвы.

4.1.2.5.4. Физические свойства исследованных почв.

4.1.2.5.5. Целюллозолитическая активность сопряженных почв

4.2. Результаты полевых исследований для агросерых почв правобережья р. Оки (Серпуховской р-н Московской обл.).

4.3. Результаты полевых исследований для дерново-подзолистой почвы.

4.4. Результаты полевых исследований для модельных почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ.

Глава 5. Математическое моделирование температуропроводности почвы.

5.1. Параметризация лабораторных зависимостей температуропроводности исследованных почв от влажности.

5.2. Корреляционные связи между основными физическими свойствами агросерых почв и параметрами лабораторных зависимостей температуропроводности почвы от влажности.

5.3. Построение и проверка моделей, позволяющих рассчитывать температуропроводность почвы.

Глава 6. Математическое моделирование динамики температурного поля почв в комплексном почвенном покрове.

6.1. Моделирование температурного режима почвенного профиля.

6.1.1. Моделирование суточной динамики температуры дерново-подзолистой почвы.

6.1.2. Моделирование сезонного охлаждения модельной почвы.

6.1.3. Моделирование годовой динамики температуры агросерых почв.

6.2. Математическое моделирование пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове

6.2.1. Моделирование пространственного распределения температуры почв на основе подхода «горизонттемпературопроводность»

6.2.2. Моделирование пространственного распределения температуры почв на основе подхода «свойстватемпературопроводность».

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Закономерности пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины)"

Актуальность темы исследования

В современном почвоведении активно развивается структурно-функциональное направление, в основе которого лежит рассмотрение различных аспектов функционирования почвы в тесной взаимосвязи с ее структурой (строением) на различных уровнях организации, в том числе на уровне почвенного покрова. Теоретические основы структурно-функционального подхода разработаны в трудах Б.Б. Полынова (1934, 1956), В.М. Фридланда (1965, 1972, 1984), Б.Г. Розанова (1977, 1989), Ф.И. Козловского (1978, 1991, 1992), Л.О. Карпачевского (1972, 1977, 1997), А.Д. Воронина (1984, 1986), М.А. Глазовской (1964, 1988), Г.В. Добровольского и Е.Д. Никитина (1986, 1990), Е.А. Дмитриева (1993, 1994) и многих других исследователей. Предложено понятие функциональной структуры почвенного покрова и сформулировано положение о связи морфологической структуры почвенного покрова с функциональной структурой (Козловский, 1991). Показано, что существуют устойчивые связи между структурой почвенного покрова и особенностями функционирования его отдельных участков (Карпачевский, 1972, 1977; Козловский, 1978 и др.). Поставлен вопрос о первичности функциональной структуры по отношению к морфологической структуре и сформулированы представления о роли обратных связей между структурой почвенного покрова и особенностями функционирования его отдельных участков (Карпачевский, 1972, 2003; Козловский, Горячкин, 1993). В физике почв наблюдается рост количества публикуемых работ, основанных на трехмерном подходе (Горячкин, 2005) По отношению к комплексному почвенному покрову Владимирского ополья высказано предположение, что наблюдаемые особенности пространственного распределения почвенных свойств определяются процессами, «запущенными» много тысяч лет назад, но сохранивших свою пространственную структуру, а возможно, и «работоспособность» до настоящего времени (Дмитриев, 2000).

В центральной части Русской равнины комплексность почвенного покрова широко распространена (Величко, 1965; Тюркжанов, Быстрицкая, 1971; Григорьев и др., 1973; Рубцова, 1975; «Бюллетень.», 1975; Фридланд, 1978, 1984; Алифанов, 1995; Макеев, 2005; Сорокина, 2006 и др.). Территории, занятые комплексами агросерых почв, интенсивно используются в сельскохозяйственном производстве (Иванов и др., 2000; Трифонова, Романов, 2000; Кирюшин, Иванов, 2003). Поэтому задача выявления закономерностей функционирования комплексного почвенного покрова в масштабе сельскохозяйственного поля, выделения элементарных ареалов агроландшафта, характеризующихся среди прочих показателей одинаковыми микроклиматическими условиями (Кирюшин, 1993, 2000), приобретает все большую актуальность в связи с развитием точного земледелия, а также в связи с проблемой устойчивости почвенных комплексов в условиях интенсивной агрогенной нагрузки.

В теории пространственно-временной организации почвенного покрова в настоящее время активно развивается концепция полей почвообразования как факторов этой организации (Апарин, 2007). Среди геофизических полей почвообразования выделяется температурное поле почв — «совокупность значений температуры во всех точках данного объема почв, изменяющихся во времени» (Остроумов, Макеев, 1985). Заметим, что о необходимости «подтянуть» научное обобщение материалов по термическому режиму почв для развития генетического направления почвоведения писал еще И.П. Герасимов (1959), подчеркивая ключевую роль водно-теплового режима в формировании всех остальных почвенно-климатических явлений.

Температура почвы является одним из ключевых факторов, определяющих функционирование и продуктивность агроэкосистем (Тольский, 1901; Шульгин, 1940; Степанов 1948; Горышина, Макаревич, 1973 и др.). Многочисленными исследованиями установлено, что именно температура почвы, а не воздуха, имеет решающее значение в начальный период жизни растений (Шульгин, 1967). Большое значение в сельском хозяйстве имеет климат почвы зимой. Температура почвы, ее влажность и глубина промерзания оказывают существенное влияние на перезимовку культурных растений и на накопление почвенной влаги весной, которое в значительной мере определяет сроки проведения полевых работ. С температурой поверхности почвы тесно связан микроклимат растительного покрова и интенсивность эвапотранспирации (Сох, Boersma, 1967; «Физика среды обитания растений», 1968; Bachmann et al., 2001 а); температура определяет процессы, происходящие с органическим веществом почвы (Арчегова, 1984; Дергачева, 1989; Орлов и др., 1997); от температуры зависит эффективность вносимых удобрений (Дадыкин, 1951; Дубовик, 1956; Журбицкий, 1963; Weber, Caldwell, 1964; Филимонов, Стрельникова, 1979; Никитишен и др., 1998, 2007 и др.). Практически все протекающие в почве процессы, в том числе физические, накладываются на непрерывные изменения температуры активного слоя почвы. Температура определяет величины энергии взаимодействия твердой и жидкой фазы почвы, энергии поверхностного натяжения, для растворов — энергии сорбции и констант термодинамического равновесия (Файбишенко, 1983; Воронин, 1986; Шеин, 2005 и др.). Температура влияет на гидрофизические характеристики почвы (Hopmans, Dane, 1985; Liu, Dane, 1993; Bachmann et al., 2002), в том числе на смачиваемость почвы (de Jonge et al., 1999), величину коэффициентов фильтрации (Jaynes, 1990) и ненасыщенной гидравлической проводимости (Constantz, 1982), а в итоге на скорость инфильтрации воды в почву (Jaynes, 1990; de Jonge et al., 1999; Lin et al., 2003) и интенсивность ее испарения с поверхности почвы (Qiu et al., 1999). Температура определяет скорости протекания внутрипочвенных химических реакций и активность почвенной биоты (Мишустин, 1925; Великанов и др., 1971; Radmer, Кок, 1979; Афонина, Усьяров, 1984; King, Adamsen, 1992; Grundmann et al., 1995; Scanlon, Moore, 2000; Nielsen et al., 2001; Христенко, Шатохина, 2002; Курганова, Типе, 2003; Parkin, Kaspar, 2003 и др.). Кроме того, температурные градиенты являются причиной термопереноса почвенных растворов (Taylor, Cavazza, 1954; Тараканов, 1955; Ончуков, 1956; Абрамова, 1958; Глобус, 1962; Сагу, Taylor, 1962; Кулик, 1963; Сагу, 1965; Rose, 1968; Weeks et al., 1968; Joshua, 1973; Nassar et al., 1997) и газов (Александров и др., 1996). В литературе обсуждается влияние температуры на самые разные стороны функционирования почв, приводящее к закономерному изменению почвенных свойств (Федорова, 1970; Федорова, Ярилова, 1972; Коковина, Лебедева, 1986; Лепорский и др., 1990; Скворцова, Сапожников, 1998; Караваева и др., 1998; Конищев, 1998; Бахлаева и др., 2002; Базыкина и др., 2007).

При анализе и математическом моделировании функционирования комплексного почвенного покрова возникает задача получения информации о пространственном распределении температуры почв и о динамике этого распределения. Трудоемкость получения экспериментальных данных о динамике температуры почв определяет необходимость разработки методов расчетной оценки температуры, позволяющих вместо экспериментальных данных использовать «суррогаты» (Hamblin, 1991; Smettem et al., 2004), т. е. данные, полученные расчетным, в каком-то смысле искусственным способом, на основе использования доступных и относительно дешевых метеоданных и данных об основных физических свойствах интересующих почв. Принцип «превращения данных, которые у нас есть, в данные, которые нам нужны», сформулированный Й. Боумой (Bouma, 1989), наилучшим образом характеризует одну из основных задач математического моделирования в современном почвоведении — задачу наиболее полного использования имеющейся экспериментальной информации в аналитических, прикладных и прогностических целях.

Современные математические методы и технические возможности современного программирования позволяют выявлять взаимосвязи функционирования комплексного почвенного покрова с его структурой на качественно новом уровне, анализируя закономерности пространственного распределения почвенных свойств и сопоставляя их с режимами функционирования почвенных разностей (McBratney и др., 2000, 2002; Михеева, 2001; Pachepsky, Rawls, 2004; Медведев, 2007; Шеин, Карпачевский, 2007). Методы имитационного математического моделирования позволяют проводить однофакторные машинные эксперименты, анализируя роль отдельных факторов в формировании температурного поля почв комплексного почвенного покрова.

Цель исследования - выявить основные закономерности пространственного распределения температуры агросерых почв в комплексном почвенном покрове (на примере почв Владимирского ополья и южного Подмосковья).

Задачи исследования:

• оценить латеральную вариабельность температуры пахотных почв в почвенном покрове Владимирского ополья;

• исследовать роль микрорельефа и пространственного распределения физических свойств почв в формировании температурного поля комплексного почвенного покрова;

• выявить закономерности в характере зависимостей температуропроводности от влажности для гумусовых и минеральных горизонтов легко- и среднесуглинистых агросерых почв, в том числе почв со вторым гумусовым горизонтом (ВГГ);

• обосновать способ расчетной оценки температуропроводности почвы по данным о ее физических свойствах с применением педотрансферных функций (ПТФ);

Научная новизна

На основе детального исследования температурного режима почвенного покрова Владимирского ополья впервые выявлены закономерные различия в годовой динамике температуры составляющих покров почв. Показано, что формирование температурного поля пахотных почв в комплексном почвенном покрове определяется морфологической структурой почвенного покрова, обусловливающей его функциональную структуру. Обнаружено, что пестрота почвенного покрова Владимирского ополья сопровождается выраженной латеральной изменчивостью температуропроводности составляющих покров почв. Сформулирована гипотеза, объясняющая устойчивость реликтовых признаков в современном ландшафте, в том числе в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования, различиями режимов функционирования почвенных разностей.

Предложена новая эмпирическая формула для аппроксимации экспериментальных зависимостей температуропроводности почвы от влажности, позволяющая формализовать сопоставление подобных зависимостей для различных почвенных объектов. Предложена физическая интерпретация параметров аппроксимации, обосновывающая применение этих параметров для количественной характеристики качественных особенностей экспериментальных кривых и анализа физических механизмов формирования этих особенностей. Получены ПТФ, позволяющие выявлять в комплексном почвенном покрове зоны различной температуропроводности по данным о плотности, влажности и содержании органического углерода.

Защищаемые положения

Температурное поле комплексного почвенного покрова Владимирского ополья является закономерно латерально неоднородным: глубокие слои почв с ВГТ являются более холодными, чем глубокие слои почв с минеральными подпахотными горизонтами, в течение вегетационного периода и более теплыми — в осенне-зимний период.

• Для комплекса почв Владимирского ополья характерны закономерные различия в температуропроводности подпахотных горизонтов: наименьшей температуропроводностью обладает ВГТ, наиболее высокой - элювиальный горизонт. Различия в температурном режиме почв, относящихся к контрастным участкам комплексного почвенного покрова, определяются температуропроводностью почвенных горизонтов при различном строении профиля.

• Параметры предложенной аппроксимационной функции однозначно характеризуют диапазон изменчивости температуропроводности с влажностью и форму экспериментальных зависимостей. Разработанный расчетный метод позволяет выявлять в комплексном почвенном покрове зоны с различной температуропроводностью на основе данных почвенно-агрофизического опробования.

Практическая значимость диссертации

Результаты исследований могут быть использованы при разработке современных научно-обоснованных агротехнологий. Разработанные алгоритмы могут применяться при проектировании искусственных почвенных конструкций, функционирующих в полевых и регулируемых условиях. Предложенные ПТФ могут быть использованы при создании почвенных субстратов с заданными тепловыми свойствами. Разработанная динамическая имитационная модель температурного режима почвы может служить основой при выборе оптимальных регулируемых условий функционирования почвенных объектов. Кроме того, предложенная модель может служить источником расчетных входных данных о температуре почв, необходимых для математического моделирования переноса влаги и веществ в почвенном покрове. Выявленные закономерности функционирования пахотных почв, обусловленные влиянием агрофизических свойств почвы на ее локальный климат, должны учитываться при рациональном использовании территорий со сходным строением почвенного покрова. Разработанный метод прогнозной оценки температурного поля почвы может служить математическим средством оценки устойчивости агроэкосистем при антропогенных воздействиях и глобальных изменениях климата.

Проведение исследований было поддержано РФФИ (проекты 98-04-48365, 01-04-48066, 02-04-48864, 04-04-49606, 07-04-00131).

Апробация работы

Материалы, вошедшие в диссертацию, были доложены автором на II (Санкт-Петербург, 1996), III (Суздаль, 2000), IV (Новосибирск, 2004) и V (Ростов-на-Дону, 2008) съездах Докучаевского общества почвоведов, на международных и всероссийских конференциях «Физика почв и проблемы экологии» (Пущино, 1992), «Лизиметрические исследования почв» (Москва, 1998), «Экология речных бассейнов» (Владимир, 1999), «Современные проблемы опытного дела» (Санкт-Петербург, 2000), «Опыт агрометеорологического обеспечения аграрного сектора экономики» (Обнинск, 2000), «Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли» (Пущино, 2001), «Функции почв в биосферно-геосферных системах» (Москва, 2001), «Гидроморфные почвы - генезис, мелиорация и использование» (Москва, 2002), «Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов» (Казань, 2003), «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации» (Москва, 2003), «Биосферные функции почвенного покрова» (Пущино, 2005), «Структура и динамика молекулярных систем» (Йошкар-Ола, 2005), «Cryosols: genesis, ecology and management» (Архангельск-Пинега, 2005), «Экспериментальная информация в почвоведении: теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005), «Почвоведение и агрохимия в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2006), «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2006), «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007), «Организация почвенных систем» (Пущино, 2007), на Ломоносовских чтениях в МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, 2003), на научной сессии по фундаментальному почвоведению (Москва, 2004), на XIII и XIV школах «Экология и почвы» (Пущино, 2005, 2006), на совместном заседании I и VI комиссий Докучаевского общества почвоведов (Москва, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2005), на заседании научного семинара «Почва во времени и пространстве» (Москва, ИГ РАН, 2006), на заседании кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2007).

Публикации

Личный вклад автора

15 исследования выполнены лично автором либо (около 5 % от общего объема) под руководством автора. Математическая часть работы, включающая статистическую обработку полученных данных, построение математических моделей, написание необходимых программ полностью выполнена автором.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность своим учителям и коллегам Е.В. Шеину, А.Д. Воронину, Е.А. Дмитриеву, М.А. Мазирову, А.Б. Умаровой, А.К. Губеру, В.А. Капиносу, Ф.Р. Зайдельману, JI.O. Карпачевскому, И.И. Судницыну, A.M. Глобусу, А.О. Макееву, Е.Ю. Милановскому, Е.В. Достоваловой, Н.Б. Хитрову, О.И. Худякову, М.В. Прохорову, М.А. Бутылкиной, В.Г. Тымбаеву, А.В. Дембовецкому, Б.А. Девину, 3. Тюгай, М.И. Васильевой, Ю.В. Егорову, А.С. Никифоровой, А.В. Кириченко, А.П. Шварову за помощь и поддержку на различных этапах выполнения работы.

I 1

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Архангельская, Татьяна Александровна

Основные выводы

1. Температурное поле пахотных почв, формирующееся в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья, является закономерно латерально неоднородным. На протяжении вегетационного периода области залегания ВГГ характеризуются более низкой температурой, глубоких слоев почвы, чем области, занятые почвами без этого горизонта. В период наибольшего летнего прогревания температура глубоких слоев отрицательно коррелирует с суммарной мощностью гумусово-аккумулятивной толщи.

3. В почвенном покрове Владимирского ополья качественно воспроизводится латеральная неоднородность реликтовых температурных условий его формирования: почвы, развитые на ныне полностью захороненных палеомикроводоразделах, в настоящее время лучше прогреваются летом и сильнее охлаждаются зимой, как если бы они по-прежнему располагались на выпуклых элементах микрорельефа.

5. Зависимости температуропроводности от влажности, полученные для

327 комплекса почв Владимирского ополья, различаются диапазоном изменчивости температуропроводности с влажностью и формой экспериментальных кривых.

6. Предложенная для аппроксимации зависимости температуропроводности почвы от влажности эмпирическая формула позволяет формализовать сопоставление подобных зависимостей для различных почв. Использование расчетных параметров аппроксимации, имеющих ясный физический смысл, позволяет сравнивать температуропроводность разных горизонтов при различных значениях влажности, количественно характеризовать качественные различия в форме экспериментальных кривых, а также выявлять физические причины этих различий.

8. Физически обоснованная математическая модель распространения температурных волн в почвах, включающая полученные ПТФ, позволяет прогнозировать развитие температурного поля в комплексном почвенном покрове на основе метеоданных о температуре воздуха и данных о пространственном распределении агрофизических свойств почв.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Архангельская, Татьяна Александровна, Москва

1. Абрамова Е.И., Трифонова Т.С. К вопросу критического просмотра наблюдений над температурой поверхности почвы // Труды ГГО. 1954. Вып. 43. С. 33-38.

2. Абрамова М.М. Опыты по изучению испарения влаги из почвы // Труды Института леса. 1958. Т. XXXVIII. С. 126-139.

3. Агроклиматические ресурсы Владимирской области. М.: Гидрометеоиздат, 1968. 141 с.

4. Александров Б.П., Куртенер А.В. Физические основы теплового баланса почвы. JL: Сельхозгиз, 1938. 192 с.

5. Александров Г.А., Соколов М.А., Степанов A.JI. Сравнительный анализ методов измерения эмиссии газов из почвы в атмосферу // Почвоведение. 1996. № 10. С. 1192-1194.

6. Алифанов В.М. Палеокриогенез и современное почвообразование. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1995. 318 с.

7. Алифанов В.М., Гугалинская JI.A., Иванникова JI.A. Оценка и прогноз гидротермических условий почвообразования серых почв // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. М.: Наука,2006. С. 471-495.

8. Антонова М.А. Влияние растительного и снежного покрова на температуру почвы. Зап. Ленинградского СХИ. 1929. Т. V. № 5.

9. Апарин Б.Ф. Учение о структуре почвенного покрова: новые вызовы // Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты. СПб.: Издательский Дом СПбГУ,2007. С. 5-8.

10. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-воМГУ, 1961.491 с.

11. Архангельская Т.А. Генезис сезоннопромерзающих серых лесных почв со вторым гумусовым горизонтом (на примере Владимирского ополья) //

12. Криосфера Земли. 2003. Т. 7. № 1. С. 39-48.

13. Архангельская Т.А. Методика исследований температурного режима пространственно-неоднородного почвенного покрова // Современные проблемы опытного дела. Т. 1. Санкт-Петербург, 2000. С. 54-59.

14. Архангельская Т. А. Новая эмпирическая формула для оценки коэффициента температуропроводности почвы // Материалы научной сессии по фундаментальному почвоведению 30 ноября 2 декабря 2004 г. Москва, 2004. С. 45-46.

15. Архангельская Т. А. Опыт использования понятийного аппарата математической физики в современном почвоведении: достижения и проблемы // Экология и почвы. Том V. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2006. С. 37-42.

16. Архангельская Т.А. Понятийный аппарат математической физики в современном почвоведении: состояние, проблемы, перспективы. // Организация почвенных систем. Т. 1. Пущино, 2007. С. 76-80.

17. Архангельская Т.А. Потоки энергии в комплексном почвенном покрове Владимирского ополья и современные механизмы формирования его структуры // Роль почвы в формировании ландшафтов. Казань: изд-во «Фэн», 2003. С. 14-17.

18. Архангельская Т. А. Расчетный метод выявления структуры температурного поля в пахотных почвах палеокриогенных комплексов Русской равнины // Вестник ОГУ. 2007. Октябрь. Вып. 75. Ч. 1. С. 28-32.

19. Архангельская Т.А. Температуропроводность сёрых лесных почв Владимирского ополья // Почвоведение. 2004. № 3. С. 332-342.

20. Архангельская Т.А. Тепловые свойства почв: методы экспериментального определения и способы расчетной оценки //

21. Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации. Москва, 2005а. С. 174-176.

22. Архангельская Т.А., Батырев Ю.П., Бурков В.Д., Галкин Ю.С. и др. Наземный мониторинг экосистем. М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. 336 с.

23. Архангельская Т.А., Бутылкина М.А., Мазиров М.А., Прохоров М.В. Свойства и функционирование пахотных почв палеокриогенного комплекса Владимирского ополья // Почвоведение. 2007. № 3. С. 261-271.

24. Архангельская Т.А., Губер А.К., Мазиров М.А., Прохоров М.В. Температурный режим комплексного почвенного покрова Владимирского ополья // Почвоведение. 2005. № 7. С. 832-843.

25. Архангельская Т.А., Мазиров М.А. О точности моделирования температуры почвы по метеоданным о температуре воздуха // Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в Верхневолжье. Вып. 2. Владимир, 2000. С. 24-28.

26. Архангельская Т.А., Прохоров М.В. Целлюлозолитическая активность геохимически сопряженных почв палеокриогенного комплекса Владимирского ополья // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования. Часть 1. Астрахань, 2007. С. 105-106.

27. Архангельская Т.А., Прохоров М.В., Мазиров М.А. Годовая динамика температуры пахотных почв палеокриогенных комплексов Владимирского ополья // Криосфера Земли. 2008. Т. XII. № 3. С. 80-86.

28. Архангельская Т.А., Тымбаев В.Г., Гончаров В.М.

29. Температуропроводность почв Владимирского ополья: расчетная оценка и статистическое сопоставление // Ноосферные изменения в почвенном покрове. Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2007. С. 428-430.

30. Архангельская Т.А., Умарова А.Б. Температуропроводность и температурный режим почв в больших лизиметрах Почвенного стационара МГУ // Почвоведение. 2008. № 3. С. 311-320.

31. Архипова Е.П. Влияние лесных полос на режим температуры почвы. Труды ГГО. 1952. Вып. 36. С. 27-38.

32. Архипова Е.П. Карты температуры поверхности оголенной почвы. Труды ГГО. 1954. Вып. 45. С. 55-59.

33. Архипова Е.П. Карты географического распределения температуры почвы под черным паром на территории СССР. Труды ГГО. 1958. Вып. 85. С. 122-130.

34. Архипова Е.П. Метод косвенного определения температуры поверхности оголенной почвы // Труды ГГО. 1951. Вып. 30 (92). С. 37-40.

35. Архипова Е.П., Глебова М.Я., Романова Е.Н. Особенности микроклимата пахотных склонов // Труды ГГО. 1960. Вып. 91. С. 3-14.

36. Арчегова И.Б. Изменение состава гумуса в образцах некоторых почв после их промораживания // Почвоведение. 1984. № 8. С. 63-70.

37. Афонина Н.Л., Усьяров О.Г. Влияние температуры и влажности на кинетику сорбции фосфат-ионов почвами // Почвоведение. 1984. № 7. С. 30-34.

38. Бадмаев Н.Б. Классификационная оценка теплового режима мерзлотных катен Витимского плоскогорья // Почвоведение. 1995. № 9. С.1109-1114.

39. Бадмаев Н.Б., Дугаров В.И. Почвенные катены Забайкалья: морфология, свойства и тепловлагообеспеченность // Почвоведение. 1991. №11. С. 70-79.

40. Бадмаев Н.Б., Корсунов В.М., Куликов А.И. Тепловлагообеспеченность склоновых земель. Улан-Удэ, 1996. 125 с.

41. Базыкина Г.С., Скворцова Е.Б., Тонконогов В.Д., Хохлов С.Ф. Влияние составляющих водного баланса и температурного режима на свойства постагрогенных дерново-подзолистых почв Подмосковья // Почвоведение. 2007. № 6. С. 685-697.

42. Бахлаева О.С., Никольский Ю.Н., Контрерас-Бенитес А., Ордас-Чапарро В. Оценка изменений свойств почв в зависимости от гидротермических условий на сельскохозяйственных угодьях (на примере Мексики) // Почвоведение. 2002. № 10. С. 1165-1170.

43. Битюков Н.А., Коваль И.П. О режимах влажности и температуры бурых горно-лесных почв под буковыми лесами // Почвоведение. 1967. № 3. С. 97-109.

44. Бобров В. А. Аппроксимация некоторых почвенных функций и интегральный способ расчета количества гумуса в почве // Математические методы в биологии и почвоведении. Алма-Ата: Наука, 1976. С. 103-111.

45. Богомолов В.З. Теплопередача в дисперсном теле (теплопроводность почвы) // Сборник работ по агрофизике. 1941. Вып. 3. С. 4-27.

46. Бойко А.П., Сиротенко О.Д. Численное моделирование термического режима почвы под растительным покровом // Труды ВНИИ сельскохозяйственной метеорологии. 1985. № 10. С. 97-104.

47. Большаков А.Ф. О тепловом режиме почв // Проблемы сов. Почв. 1941. № 12.

48. Бровка Г.П., Ровдан Е.Н. Теплопроводность торфяных почв // Почвоведение. 1999. № 5. С. 587-592.

49. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности. JL: Гидрометеоиздат, 1956. 255 с.

50. Бутылкина М.А., Буева Ю.Н. Изучение закономерностей структуры почвенного покрова траншейным методом // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во МГУ, 2001. С. 202-206.

51. Быстрицкая Т.Д., Тюрюканов А.Н. Ополица и ополец — генетические типы переходного класса почв Центральной России // ДАН СССР. 1966. Т. 166. №4. С. 955-958.

52. Быховец С.С., Комаров А.С. Простой статистический имитатор климата почвы с месячным шагом // Почвоведение. 2002. № 4. С. 443-451.

53. Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. Вып. VIII. Элементарные структуры почвенного покрова нечерноземной полосы. М. 1975.

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

55. Васильев И.С. Промерзание и „ оттаивание почвы в условиях Подмосковья//Почвоведение. 1952. № 9. С. 769-783.

56. Васильевская В.Д., Караваева Н.А., Наумов Е.М. Формирование структуры почвенного покрова полярных областей // Почвоведение. 1993. № 7. С. 44-55.

57. Великанов JI.JL, Великанов Н.Л., Звягинцев Д.Г. Влияние температуры на активность свободных и адсорбированных ферментов // Почвоведение. 1971. №3. С. 62-68.

58. Величко А. А. Криогенный рельеф позднеплейстоценовой перигляциальной зоны (криолитозоны) Восточной Европы // Четвертичный период и его история. М.: Наука. 1965. С. 104-120.

59. Величко А.А., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М. Позднеплейстоценовый криогенез и современное почвообразование в зоне южной тайги (на примере Владимирского ополья) // Почвововедение. 1996. №9. С. 1056-1064.

60. Вередченко Ю.П. Некоторые зональные и провинциальные особенности температурного режима системы почва-воздух // Почвоведение. 1962. № 8. С. 50-58.

61. Вернер А.Р., Вернер М.Ф. Температура и влажность почвы при снегозадержании в условиях Центральной Барабы // Почвоведение. 1950. № 6. С. 340-353.

62. Вершинин П.В., Мельникова М.К., Мичурин Б.Н., Мошков Б.С., Поясов Н.П., Чудновский А.Ф. Основы агрофизики. М.: Физматгиз, 1959. 903 с.

63. Воейков А.И. Избранные сочинения. Т.4. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. 358 с.

64. Волобуев В.Р. Почва и климат. Баку: Изд-во АН АзССР, 1953. 320 с.

65. Волобуев В.Р. Соотношение между тепловым режимом почв и климатом приземного слоя воздуха // Почвоведение. 1983. № 2. С. 52-63.

66. Волобуев В.Р. Экология почв. Баку: Изд-во АН АзССР, 1963. 260 с.

67. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. 244 с.

68. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1984. 204 с.

69. Воронин А.Д., Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Изменениефизических свойств дерново-подзолистых почв в условиях многолетнеголизиметрического опыта // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1996. №3. С. 28-39.

70. Воронков Н.А., Кожевникова С.А., Шомполова В.А. Температурный режим почв под лесом и залежью в условиях Подмосковья // Почвоведение. 1979. № 6. С. 90-99.

71. Гаель А.Г. Промерзание и оттаивание почво-грунтов в Северном Приаралье в зиму 1946/47 гг. // Почвоведение. 1948. № 7. С. 429-444.

72. Герайзаде А.П. О связи между коэффициентами температуропроводности и термовлагопроводности в почвах // Почвоведение. 1973. № 8. С. 124-127.

73. Герайзаде А.П. К вопросу о линейной зависимости коэффициента температуропроводности от механического состава почв // Почвоведение. 1974. № 10. С. 120-123.

74. Герайзаде А.П. Термо- и влагоперенос в почвенных системах. Баку: Элм, 1982. 157 с.

75. Герасимов И.П. Гидро-термические факторы почвообразования. Материалы к III съезду Географического общества Союза ССР. Доклады по проблеме «Водно-тепловой режим земной поверхности». JI. Ротапиринт Географического общества СССР. 1959. 15 с.

76. Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1964. 229 с.

77. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. М.: Высшая школа, 1988. 328 с.

78. Глазовская М.А., Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения. М.: Изд-во МГУ, 1995. 400 с.

79. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Едиториал УРСС, 2003. 280 с.

80. Глобус A.M. О термоградиентных механизмах миграции почвенной и грунтовой влаги и передвижении воды в промерзающем грунте // Почвоведение. 1962. № 2. С. 7-18.

81. Глобус A.M. Физика неизотермического внутрипочвенного влагообмена. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 276 с.

82. Глобус A.M., Арефьев А.В. Зависимость теплофизических свойств почв от давления влаги и толщины водной пленки // Почвоведение. 1971. № 11. С. 100-104.

83. Головин В.В. К характеристике температурного режима некоторых почв Амурской области // Почвоведение. 1962. № 2. С. 105-109.

84. Горбунова И.Г., Серова Н.В. Теплофизические характеристики и влажность почвы // Труды ГГО. 1961. Вып. 107. С. 44-46.

85. Горленко М.В., Семионова Н.А., Лысак Л.В., Студеникина Н.Н.,

86. Звягинцев Д.Г. Комплексная характеристика микробных сообществ серых лесных почв Владимирского ополья // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2001. № 1. С. 35-42.

87. Гороховская Н.Н. Экспериментальные исследования гидротермического режима кулис // Сборник трудов по агрофизике. Вып. 26. Л., 1970. С. 100-103.

88. Гороховская Н.Н., Куртенер Д.А., Семикина Г.Г., Усачев Г.В. К оценке термической эффективности ветрозащитных кулис // Сборник трудов по агрофизике. Вып. 26. Л., 1970. С. 46-50.

89. Горшенин К.П. География почв Сибири. Омск, 1939. 125 с.

90. Горышина Н.Г., Макаревич В.Н. Влияние термического режима почв на ход вегетации и продуктивность некоторых луговых сообществ // Труды ГТО. 1973. Вып. 306. С. 39-48.

91. Горячкин С.В. Геохимическая роль мерзлоты: ортзанды в тундровых почвах ЕТР // Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли. Пущино, 2001. С. 133-134.

92. Горячкин С.В. Исследования структур почвенного покрова в современном почвоведении: подходы и тенденции развития // Почвоведение. 2005. № 12. С. 1461-1468.

93. Гупало А.И. Тепловые свойства почвы в зависимости от ее влажности и плотности // Почвоведение. 1959. № 4. С. 40-45.

94. Гусев Е.М., Насонова О.Н. Параметризация тепловлагообмена в системе грунтовые воды почва - растительный/снежный покров -атмосфера для территорий с континентальным климатом // Почвоведение. 2000. № 6. С. 733-747.

95. Гусева J1.H. К вопросу об определении температуры поверхности почвы по температуре воздуха // Труды ГГО. 1966. Вып. 196. С. 71-89.

96. Дадыкин В.П. Температура почвы как один из факторов, определяющих эффективность удобрений // Почвоведение. 1951. № 9. С. 557-561.

97. Дергачева М.И. Система гумусовых веществ почв. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-е. 1989. 110 с.

98. Де Фриз Д.А. Тепловые свойства почв // Физика среды обитания растений. Л.: Гидрометеоиздат. 1968. С. 191-214.

99. Димо В.Н. К вопросу о зависимости между температуропроводностью и влажностью почв // Почвоведение. 1948. № 12. С. 729-734.

100. Димо В.Н. Основные тепловые свойства некоторых почв террас Кутулука // Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. Т. XXXVIII. М., 1952.

101. Димо В.Н. Температурный режим некоторых типов почв СССР // Физика, химия, биология и минералогия почв СССР. Доклады к VIII международному конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1964 а.

102. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.: Колос, 1972. 360 с.

103. Димо В.Н. Физические свойства и элементы теплового режима мерзлотных лугово-лесных почв // Мерзлотные почвы и их режим. М.: Наука, 1964 б. С. 100-155.

104. Димо В.Н., Тихонравова П.И. Особенности теплофизики почв солонцового комплекса Заволжья // Бюлл. Почвенного института им. В.В. Докучаева, 1984. Т. 34. С. 31-33.

105. Димо В.Н., Тихонравова П.И., Тищук Л.А. Теплофизические свойства дерново-подзолистых и дерново-палево-подзолистых почв // Почвоведение. 1981. № 2. С. 59-68.

106. Димо Н.А. Полупустынные почвенные образования юга Царицынского уезда. Их генезис и морфология // Димо Н.А., Келлер Б.А. В области полупустыни. Саратов.: Изд-во Саратовского губернского земства, 1907. Ч.1.318с.

107. Дмитриев Е.А. К вопросу о некоторых факторах, определяющих удельную теплоемкость твердой фазы почв // Вестник МГУ. Серия биологическая. 1958. № 4. С. 103-111.

108. Дмитриев Е.А. К генезису почв и почвенного покрова Владимирского ополья вблизи Суздаля // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2000. № 1. С. 3-9.

109. Дмитриев Е.А. О некоторых закономерностях, определяющих величину и изменения удельной теплоемкости минеральной безводной части почв и горных пород // Вестник МГУ. Серия биологическая. 1959. № 3. С. 79-84.

110. Дмитриев Е.А. О почвенных границах и элементах организации почвы //Почвоведение. 1994. № 5. С. 5-13.

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

112. Дмитриев Е.А., Липатов Д.Н., Милановский Е.Ю. Содержание гумуса и проблема вторых гумусовых горизонтов в серых лесных почвах Владимирского ополья //Почвоведение. 2000. № 1. С. 6-15.

113. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах: (Экологическое значение почв). М.: Наука, 1990. 261 с.

114. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почв. М.: Изд-воМГУ, 1986. 136 с.

115. Дубовик Я.Ф. Влияние температуры почвы на эффективность удобрений на черноземах Северного Казахстана // Почвоведение. 1956. № 12. С. 62-65.

116. Еремин А.С. Агрохимическая характеристика серых лесных почв

117. Владимирского ополья // Почвоведение. 1972. № 3. С. 76-83.

118. Ершов Э.Д., ред. Теплофизические свойства горных пород. М.: Изд-во МГУ, 1984.

119. Жарова Е.В., Железова С.В., Самсонова В.П. Пространственное варьирование свойств агросерой почвы // Почвоведение. 2002. № 8. С. 936944.

120. Журбицкий З.И. Физиологические и агрохимические основы применения удобрений. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 294 с.

121. Зайдельман Ф.Р. Морфоглеегенез, его визуальная и аналитическая диагностика //Почвоведение. 2004. № 4. С. 389-398.

122. Зайдельман Ф.Р., Рыдкин Ю.И. Почвы ополий лесной зоны генезис, гидрология, мелиорация и использование // Почвоведение. 2003. № 3. С. 261-274.

123. Звягинцев Д.Г., ред. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во Московского ун-та. 1991.

124. Зотов А.А. Влияние различных способов обработки на физические свойства почвы // Почвоведение. 1963. № 2. С. 18-21.

125. Иванов A.JL, Чернов О.С., Карпова Д.В. Приемы окультуривания серых лесных почв Владимирского ополья. М.: Изд-во МГУ, 2000. 120 с.

126. Иванов В.Д. Влияние влажности и глубины промерзания почв на поверхностный сток талых вод // Почвоведение. 1982. № 6. С. 80-86.

127. Иконникова Е.А. Исследование влияния обработки почвы на ее тепловой режим. JL: Изд. АФИ, 1965.

128. Инт Л.Э. Некоторые данные о климате основных типов почв Эстонской ССР. Труды ГГО. 1965. Вып. 180.

129. Испирян Р.А., Журавлев В.А., Миронов В.А. Теплопроводность высокозольного торфа // Почвоведение. 1985. № 9. С. 91-92.

130. Казаков В.Е. К вопросу о влиянии густоты травостоя многолетних трав на температуру и влажность почвы // Почвоведение. 1949. № 5. С. 268-275.

131. Казаков В.Е., Аникеев Р.С. Промерзание и оттаивание почвы приразличной обработке в Северо-Казахстанской области // Почвоведение. 1961. №2. С. 69-74.

132. Капинос В.А., Царева Т.И. К оценке методов расчета теплофизических характеристик почв и теплового потока в них // Вестник МГУ. Сер. 17. 1991. №3. С. 47-54.

133. Каплюк Л.Ф. Температурный режим коричневых почв под сосново-лиственными культурами Южного берега Крыма // Почвоведение. 1979. № 2. С. 88-95.

134. Караваева Н.А. Генезис и эволюция второго гумусового горизонта в почвах южной тайги Западной Сибири // Почвообразование и выветривание в гумидных ландшафтах. М.: Наука, 1978. С. 133-157.

135. Караваева Н.А., Лебедева И.И., Герасимова М.И., Жариков С.Н. Опыт генетической интерпретации данных по водно-тепловому режиму естественных и агрогенных почв // Почвоведение. 1998. № 9. С. 1038-1048.

136. Карпачевский Л.О. Динамика свойств почвы. М.: ГЕОС, 1997. 170 с.

137. Карпачевский Л.О. Изменчивость свойств почв в зависимости от структуры биогеоценоза // Почвенные комбинации и их генезис. М.: Наука. 1972. С. 138-149.

138. Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесных биогеоценозах. М.: Изд-во МГУ, 1977. 312 с.

139. Карпачевский Л.О., Зубкова Т.А. Ильина Л.С. Экологические функции лесных почв // Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М.: Наука, 2003. С. 206-214.

140. Карпушенков В.В. Температурный режим дерново-подзолистых почв тяжелого механического состава при различных способах обработки // Плодородие и мелиорация почв Нечерноземья. Пермь, 1991. С. 78-83.

141. Качинский Н.А. Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимний сезон в лесу и на полевых участках. М.: Изд. Ассоциации НИИ при физ.-мат. ф-те МГУ, 1927. 168 с.

142. Качинский Н.А. О структуре почвы, некоторых водных ее свойствах идифференциальной порозности//Почвоведение. 1947. № 6. С. 336-348.

143. Келлер Б.А. К вопросу о сравнительной температуре почв в комплексах и мокрых солонцах полупустыни // Труды Тифлисского ботанического сада. 1913. Вып. XII. Кн. 2. С. 7-113.

144. Керженцев А.С. Изменчивость почвы в пространстве и во времени. М.: Наука, 1992. 110 с.

145. Кирюшин В.И. Концепция адаптивно-ландшафтного земледелия. Пущино. 1993. 64 с.

146. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд-во МСХА, 2000. 474 с.

147. Кирюшин В.И., Иванов A.JI. Модель адаптивно-ландшафтного земледелия Владимирского ополья. М.: Агроконсалт, 2004. 456 с.

148. Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: JI.JI. Шишов, В. Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

149. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 233 с.

150. Климат почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1985. 179 с.

151. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 263 с.

152. Когут Б.М., Большаков В.А., Фрид А.С., Краснова Н.М., Бродский Е.С., 154. Кулешов В.И. Аналитическое обеспечение мониторинга гумусового состояния почв. Методические указания. М.: Изд-во РАСХН, 1993. 73 с.

153. Козловский В.М., Иванова К.Ф., Зайцев В.В. О роли влажности в теплопроводности почв//Почвоведение. 1995. № 11. С. 1390-1396.

154. Козловский Ф.И. Варьирование засоленности и ее факторов внутри ЭПА солонцов // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М.: Наука, 1978. 216 с.

155. Козловский Ф.И. Пути и перспективы дальнейшего развития концепции структуры почвенного покрова // Почвоведение. 1992. № 4. С. 5-14.

156. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенныепроцессы эволюции почв. М.: Наука, 1991. 196 с.

157. Козловский Ф.И., Горячкин С.В. Современное состояние и пути развития теории структуры почвенного покрова // Почвоведение. 1993. № 7. С. 31-43.

158. 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.

159. Коковина Т.П., Лебедева И.И. Современные гидротермические режимы и генетико-географические особенности черноземов ETC // Успехи почвоведения. Советские почвоведы к XIII Международному конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1986. С. 148-153.

160. Колесов А.Ф., Юрковский Н.Я. Пространственное варьирование высоты снежного покрова и глубины промерзания серых лесных почв // Почвоведение. 1975. № 11. С. 78-85.

161. Колосков П.И. Почвенная климатология // Почвоведение. 1946. № 3. С. 159-163.

162. Колосков П.И. Сезонная мерзлота почвы // Труды II совещания ВГО. 1948. Т. 2.

163. Комаров И.А. Термодинамика и тепломассообмен в дисперсных мерзлых породах. М.: Научный Мир, 2003. 608 с.

164. Кондратьев Г.М. Испытание на теплопроводность строительных материалов по методам регулярного режима. М.-Л.: Стандартгиз, 1936. 123 с.

165. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. М., 1954. 408 с.

166. Кбнищев В.Н. Взаимосвязь состава и температуры криогенных почв и грунтов // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1998. № 1. С. 9-13.

167. Кононов К.Е. О статистических методах сравнения гидротермического режима почв //Почвоведение. 1978. № 9. С. 133-136.

168. Константинов А.Р., Попович Л.В. Методы расчета температуры подстилающей поверхности // Труды ин-та экспериментальнойметеорологии. 1973. Вып. 3(40). С. 138-144.

169. Коетычев П.А. Почвы черноземной области России. Их происхождение, состав и свойства. СПб, 1886. 230 с.

170. Кошелева Н.Е. Моделирование почвенных и ландшафтно-геохимических процессов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997. 108 с.

171. Кравков С.П. Почвоведение. M.-JL: Сельхозгиз, 1937.

172. Кречетов П.П., Черницова О.В. Эколого-географический анализ температурного режима почв Восточно-Европейской равнины и Предкавказья. М.: Пеликан. 2007. 95 с.

173. Кузник И.А., Безменов А.И. Просачивание талых вод в мерзлую почву //Почвоведение. 1963. № 7. С. 59-66.

174. Кузякова И.Ф., Штар К. Применение анализа временных рядов и смешанных моделей для изучения длительной динамики температуры и влажности почвы в катене на лессовых отложениях // Почвоведение. 2006. №2. С. 199-210.

175. Кулик Н.Ф. Влияние термических градиентов на перераспределение парообразной воды в почвогрунтах // Почвоведение. 1963. № 12. С. 50-63.

176. Куликов А.И. Пространственные мерзлотно-гидротермические микроконтрасты в почвенном покрове // Почвоведение. 1997. № 4. С. 505509.

177. Куликов А.И., Иванов Н.В. Оценка сопряжения водно-тепловых режимов в ряду мерзлотных почв // Почвоведение. 2000. № 2. С. 212-219.

178. Куликов А.И., Корсунов В.М., Дугаров В.И. Гидротермические градиенты в почвах под лесом и степью и темпы дивергенции мерзлотных почв на лесных вырубках // Почвоведение. 1995. № 6. С. 718-722.

179. Курганова И.Н., Типе Р. Влияние процессов замерзания-оттаивания на дыхательную активность почв // Почвоведение. 2003. № 9. С. 1095-1105.

180. Куртенер Д.А., Усков И.Б. Климатические факторы и тепловой режим в открытом и защищенном грунте. JL: Гидрометеоиздат, 1982. 231 с.

181. Куртенер Д.А., Чудновский А.Ф. Агрометеорологические основытепловой мелиорации почв. JL: Гидрометеоиздат, 1979. 231 с.

182. Куртенер Д.А., Чудновский А.Ф. Расчет и регулирование теплового режима в открытом и защищенном грунте. JL: Гидрометеоиздат, 1969. 289 с.

183. Ладигене Д.Ф. Температура дерново-среднеподзолистых почв, образовавшихся на валунном суглинке // Климат почвы. Л., 1971. С. 176184.

184. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа. 1990. 352 с

185. Лебедева И.И., Семина Е.В. Почвы центральноевропейской и среднесибирской лесостепи. М.: Колос, 1974. 231 с.

186. Лепорский О.Р., Седов С.Н., Шоба С.А., Бганцов В.Н. Роль промораживания в разрушении первичных минералов подзолистых почв // Почвоведение. 1990. № 6. С. 112-116.

187. Лехтвеер Л.В. О тепловом режиме пахотного слоя почвы // Труды ГТО. 1973. Вып. 306. С. 74-77.

188. Липатов Д.Н. Пространственное варьирование почвенных свойств в пределах отдельных горизонтов и в области педогенетических границ // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во МГУ, 2001. С. 196-201.

189. Липатов Д.Н. Профиль плотности серых лесных почв Владимирского ополья // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1999. № 2. С. 32-37.

190. Лозе Ж., Матье К. Толковый словарь по почвоведению. М.: Мир, 1998. 398 с.

191. Лысак Г.Н. Влияние рельефа на температуру пахотного горизонта чернозема//Почвоведение. 1957. № 12. С. 98-103.

192. Любославский Г.А. Влияние поверхностного покрова на температуру и обмен тепла в верхних слоях почвы. СПб., 1909. 92 с.

193. Мазиров М.А., Макарычев С.В. Теплофизическая характеристика почвенного покрова Алтая и Западного Тянь-Шаня. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2002. 448 с.

194. Макарычев С.В. Особенности тепло физического состояния пахотных выщелоченных черноземов Приобья // Почвоведение. 2007. № 8. С. 949953.

195. Макарычев С.В., Гефке И.В. Влажность и теплофизические свойства выщелоченных черноземов Алтайского Приобья в условиях плодового сада // Вестник Алтайского ГАУ. 2007. № 3 (29). С. 13-19.

196. Макарычев С.В., Мазиров М.А. Метод определения кондуктивной и пародиффузионной составляющих теплопереноса во влажных почвах // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1996. № 1. С. 50-55.

197. Макарычев С.В., Мазиров М.А. Теплофизика почв: методы и свойства. Суздаль, 1996. 232 с.

198. Макеев А.О. Поверхностные палеопочвы лессовых водоразделов Русской равнины. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. М. МГУ. 2005. 496 с.

199. Макеев А.О. Почвы и почвенный покров Владимирского ополья // Путеводитель научных полевых экскурсий III съезда Докучаевского общества почвоведов. М.: Агровестник, 2000. С. 11-30.

200. Макеев А.О., Дубровина И.В. География, генезис и эволюция почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1990. № 7. С. 5-25.

201. Макеев А.О., Макеев О.В. Почвы с текстурно-дифференцированным профилем основных криогенных ареалов севера Русской равнины. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1989. 272 с.

202. Мартьянова Г.Н. Некоторые особенности теплового режима почв Онон-Аргунской степи // Климат почвы. JI., 1971. С. 103-109.

203. Матинян Н.Н., Керзум П.П., Русаков А.В. Ландшафтно-историческиеаспекты генезиса серых лесных почв северо-западной части Владимирского ополья // Почвоведение. 2003. № 7. С. 25-42.

204. Махлин Т.Б. Аппроксимация кривыми Джонсона функций распределения элементов вещественного состава почвы // Почвоведение. 1973. №6. С.123-130.

205. Медведев В.В. Неоднородность почв и точное земледелие. Часть I. Введение в проблему. Харьков: Изд-во 13 типография, 2007. 296 с.

206. Милановский Е.Ю. Амфифильные компоненты гумусовых веществ почв // Почвоведение. 2000. № 6. С. 706-715.

207. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества как система гидрофобно-гидрофильных соединений. Дисс. в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук. Москва. 2006. 94 с.

208. Михеева И.В. Вероятностно-статистические модели свойств почв (на примере каштановых почв Кулундинской степи). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001.200 с.

209. Мишустин Е.Н. Анализ температурных условий бактериальных процессов почвы в связи с приспособлением бактерий к климату // Почвоведение. 1925. № 1-2. с. 43-67.

210. Могилевский Б.М., Соколов В.Н. Теплопроводность ненасыщенных водой почв //Почвоведение. 1978. № 8. С. 141-145.

211. Молчанов А.А. Лес и климат. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 279 с.

212. Морозова Н.С. Изменение теплофизических свойств засоленных почв в результате хозяйственной деятельности // Научно-технический бюллетень ГГИ. 1986. Вып. 308. С. 55-68.

213. Мосиенко Н.А. Промерзание и оттаивание почвы в условиях Кулундинской степи // Почвоведение. 1957. № 1. С. 45-51.

214. Мосолов В.П. К изучению вопроса о промерзании почвы // Научно-агрономический журнал. 1925. № 11.

215. Набиев Э.Ю. Изменение теплопроводности почв при малой влажности //Почвоведение. 1992. № 2. С. 152-153.

216. Набиев Э.Ю., Гусейнов С.Б. Зависимость температуропроводности почв от содержания физической глины и влажности // Почвоведение. 1990 а. №8. С. 139-143.

217. Набиев Э.Ю., Гусейнов С.Б. О зависимости коэффициента температуропроводности почв от содержания физической глины // Почвоведение. 1990 б. № 10. С. 149-151.

218. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 3. Часть 1. Метеорологические наблюдения на станциях. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 307 с.

219. Небольсин С.И. Тепловой режим почв. Тр. Ин-та геофизики, 1925.

220. Неуструев С.С. Элементы географии почвы. М.: Сельхозгиз, 1930. 240 с.

221. Никитишен В.И., Дмитракова Л.К., Заборин А.В., Демидов В.В. Миграция нитратов при промерзании серой лесной почвы и доступность их растениям // Агрохимия. 1998. № 2. С. 5-12.

222. Никитишен В.И., Курганова Е.В. Плодородие и удобрение серых лесных почв ополий Центральной России. М.: Наука, 2007. 367 с.

223. Онищенко В.Г., Лискер И.С., Георгиади А.Г. К вопросу обобщенного описания теплопроводности почв // Почвоведение. 1999. № 2. С. 210-214.

224. Ончуков Д.Н. Суточные закономерности переноса тепла и влаги в почве // Почвоведение. 1956. № 5. С. 25-30.

225. Ончуков Д.Н., Остапчик В.П. Лабораторные исследования переноса тепла и влаги в почвенных образцах // Почвоведение. 1963. № 7. С. 53-59.

226. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Рыжова И.М. Зависимость запасов гумуса от продолжительности периода биологической активности почв // Почвоведение. 1997. № 7. С. 818-822.

227. Орлова В.В. Температура основных типов почв // Климатические ресурсы центральных областей Европейской части СССР и использование их в с.-х. производстве. Л.: Гидрометеоиздат, 1956.

228. Остапенко Н.С. Петрова З.М. Диагностика физического состояния почвс реликтовым криогенным микрорельефом // Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. Москва, 2003. С. 97-98.

229. Остроумов В.Е., Макеев О.В. Температурное поле почв: закономерности развития и почвообразующая роль. М.: Наука, 1985. 192 с.

230. Павлов А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР. Якутск, 1975. 304 с.

231. Павлов А.В. Теплофизика ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1979. 284 с.

232. Панфилов В.П., Харламов И.С. Теплофизические свойства серых лесных почв Западной Сибири // Почвоведение. 1984, № 11. С. 42-48.

233. Панфилов В.П., Чичулин А.В. Теплофизические свойства почв и почвообразование // Проблемы почвоведения. Советские почвоведы к XIV международному съезду почвоведов, Токио, 1990. М., 1990. С. 15-20.

234. Перунова М.С. Климат СССР. Ч. VI. Температура почвы в СССР. 1952. 348 с.

235. Полицын С.А. Теплофизические характеристики дерново-подзолистой почвы агробиостанции «Чашниково» и ее деятельной поверхности. Дипломная работа. М., 1991. 44 с.

236. Полынов Б.Б. Кора выветривания. 4.1. Процессы выветривания. Основные фазы и формы коры выветривания и их распределение. Л.: изд-во АН СССР, 1934. 243 с.

237. Полынов Б.Б. Избранные труды. М., 1956. 751 с.

238. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л.: Наука, 1980.219 с.

239. Почвенно-агрономическая характеристика АБС Чашниково. Часть 1.

240. М.: Изд-во МГУ, 1986. 92 с.

241. Путеводитель научных полевых экскурсий III съезда Докучаевского общества почвоведов 11-18 июля 2000 г., Суздаль. Москва, 2000. 118 с.

242. Родионов B.C. Особенности эрозионных процессов на серых лесных почвах правобережья р. Оки // Продуктивность почв лесостепной зоны. Пущино-на-Оке. ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1972. С. 120-122.

243. Рожков В.А. О математической формализации распределения веществ по профилю почв //Бюлл. Почвен. ин-та им. В.В.Д. Вып IV. 1972. С. 66-73.

244. Рожков В.А. Почвенная информатика. М.: Агропромиздат, 1989. 222 с.

245. Розанов Б.Г. Почвенный покров земного шара. М.: Изд-во МГУ, 1977. 246 с.

246. Розанов Б.Г., Таргульян В.О., Орлов Д.С. Глобальные тенденции изменения почв и почвенного покрова // Почвоведение. 1989. № 5. С. 5-18.

247. Рубцов М.В., Дерюгин А.А. Промерзание и оттаивание почвы в лесу и на сельскохозяйственных угодьях в таежной зоне Европейской территории страны // Почвоведение. 1989. № 2. С. 45-51.

248. Рубцова Л.П. О генезисе почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1974. № 6. С. 17-27.

249. Рубцова Л.П. О неоднородности почвенного покрова Владимирского ополья // Природа и сельское хозяйство Калужской области. Труды Калужской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции. Калуга, 1970. Т. 7. С. 46-55.

250. Рубцова Л.П. Элементарные структуры темно-серых почв Среднерусской провинции // Бюлл. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. Вып. VIII. М. 1975. С. 149-166.

251. Руководство гидрометеорологическим станциям по актинометрическим наблюдениям. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 223 с.

252. Рычева Т.А. Моделирование поступления солнечной энергии на поверхность почвы // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 1995. № 4. С. 28-34.

253. Рычева Т.А. Моделирование температурного режима дерново-подзолистой почвы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М., 1996. 24 с.

254. Рычева Т.А. Моделирование температурного режима дерново-подзолистой почвы: определяющая роль условий на поверхности // Почвоведение. 1999. № 6. С. 697-703.

255. Рычева Т.А. Температуропроводность дерново-подзолистой почвы: влияние движения влаги // Почвоведение. 1994. № 8. С. 53-57.

256. Рычева Т.А., Губер А.К. Корреляционные связи между температурой воздуха и почвы в условиях лизиметров Почвенного стационара МГУ // Лизиметрические исследования почв. Москва, 1998. С. 129-132.

257. Рычева Т.А., Капинос В.А., Гильманов Т.Г. Опыт моделирования температурного режима почвы арктической тундры // Почвоведение. 1992. № 4. С. 42-49.

258. Сабанин А.Н. Заметка о теплоемкости некоторых преимущественно русских почв // Почвоведение. 1908. № 4. С. 287-291.

259. Сапожникова С.А. Микроклимат и местный климат. Л., 1950. 241 с.

260. Сапожникова С.А., Мель М.И., Смирнова В.А., Никифорова А.Т. Опыт характеристики агроклиматических ресурсов территории СССР // Труды НИИ Аэроклиматологии. Вып. 2. М.: Гидрометеоиздат, 1957. С. 78-115.

261. Сахаров М.И. Зависимость температурного режима почвы от характера лесного покрова//Почвоведение. 1948. № 3. С. 157-166.

262. Селянинов Г.Т., Леонтьевский Н.П. Климатические условия сельскохозяйственных культур на Каменностепной станции. Л.: 1930.

263. Серова Н.В. Распределение теплофизических характеристик почв по Европейской территории СССР // Труды ГГО. 1969. Вып. 241. С. 95-107.

264. Сиротенко О.Д. Математическое моделирование водно-теплового режима и продуктивности агроэкосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 168 с.

265. Скворцова Е.Б., Сапожников П.М. Трансформация поровогопространства уплотненных почв в ходе сезонного промерзания и оттаивания //Почвоведение. 1998. № 11. С. 1371-1381.

266. Скуратов С.М. К вопросу о теплоемкости связанной воды // Коллоидный журнал. 1951. Т. 13. № 5.

267. Слейтер Р., Макилрой И. Практическая микроклиматология. М., 1964. 308 с.

268. Сорокина Н.П. Методология составления крупномасштабных экологически ориентированных почвенных карт. М., 2006. 159 с.

269. Сребрянская П.И. Промерзание и оттаивание почвогрунтов в центральной части Барабы // Почвоведение. 1946. № 9. С. 555-563.

270. Степанов В.Н. О минимальных температурах для прорастания семян и появления всходов полевых культур // Советская агрономия. 1948. № 1. С. 56-63.

271. Стотланд Д.М. Прогнозирование теплового режима и глубины промерзания почвы, грунтов и торфяников // Почвоведение. 1995. № 9. С. 1101-1108.

272. Сумгин М.И. Условия почвообразования в условиях вечной мерзлоты // Почвоведение. 1931. № 3. С. 5-17.

273. Тараканов Г.И. Роль термического фактора в перераспределении влаги в поле // Почвоведение. 1955. № 9. С. 25-36.

274. Тарановская В.Н. Некоторые особенности суточного хода температуры верхнего слоя почвы // Труды НИИАК. Вып. 57. 1969. С. 120-131.

275. Тепловой баланс леса и поля. М., 1962. 235 с.

276. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М., 1966. 724 с.

277. Тихонравова П.И. Изменение температуры почв солонцового комплекса Заволжья под влиянием поливов // Изменение агрофизических свойств почв под воздействием антропогенных факторов. М., 1990. С. 96104.

278. Тихонравова П.И. Оценка теплофизических свойств почв солонцовогокомплекса Заволжья // Почвоведение. 1991. № 5. С. 50-61.

279. Тихонравова П.И. Режим тепла и влаги в агросерой суглинистой почве Московской области // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2002. Вып. 56. С. 3-9.

280. Тихонравова П.И. Теплофизические свойства серой лесной почвы и их изменение при окультуривании // Почвоведение. 1994. № 11. С. 85-90.

281. Тихонравова П.И., Нестерова А.В. Температурный режим дерново-подзолистой почвы при минимизации обработки // Почвоведение. 1995, № 2, с. 200-204.

282. Тихонравова П.И., Хитров Н.Б. Оценка температуропроводности слитоземов Центрального Предкавказья // Почвоведение. 2003. № 3. С. 342-351.

283. Тольский А.П. К вопросу о влиянии температуры почвы на рост корней //Журнал опытной агрономии. 1901. Т. 2.

284. Тольский А.П. О влиянии пахоты и рыхления почвы на ее температуру // Труды опытного лесничества. 1904. Вып. 2.

285. Тольский А.П. Температура почвы сосновых насаждений Бузулукского бора // Метеорологический вестник. 1919.

286. Трифонова Т.А., Романов В.В. Почвенно-ландшафтное районирование Владимирского ополья // Почвоведение. 2000. № 9. С. 1047-1053.

287. Трифонова Т.С. О пространственной изменчивости средних месячных значений температуры почвы // Труды ГГО. 1966. Вып. 194. С. 22-27.

288. Троицкий А.И., Калнина В.А., Воробьева Э.С. Генетические черты серых лесных почв северной лесостепи // Продуктивность почв лесостепной зоны. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1972. С. 101-105.

289. Трубецков Д.И. Введение в синергетику. Хаос и структуры. М.: Едиториал УРСС, 2004. 240 с.

290. Турапов И., Мазиров М.А. Изменение теплофизических характеристик горных коричневых почв в зависимости от влажности // Почвоведение и агрохимия в XXI веке. Ташкент: Мехнат, 2004. С. 163-166.

291. Тымбаев В.Г. Пространственная агрофизическая характеристика комплекса серых лесных почв Владимирского ополья. Автореф. дисс. на соискание степени канд. биол. наук. М., 2004. 24 с.

292. Тымбаев В.Г. Пространственное изменение физических свойств почвенного покрова Владимирского ополья в условиях долговременного вегетационного опыта // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Изд-во МГУ, 2001. С. 206-210.

293. Тыртиков А.П. Влияние экспозиции и некоторых компонентов растительного и почвенного покрова на температурный режим почв у северной границы тайги // Почвоведение. 1962. № 7. С. 82-86.

294. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере / Под ред. В.Э. Фигурнова. М., ИНФРА-М, 1998. 528 с.

295. Тюрюканов А.Н., Быстрицкая Т.Д. Ополья Центральной России и их почвы. М.: Наука, 1971. 238 с.

296. Удонго Э.Т. Сравнительная характеристика физических свойств автоморфных и гидроморфных почв Владимирского ополья // Доклады ТСХА. 1980. Вып. 258. С. 64-68.

297. Умарова А.Б., Кирдяшкин П.И., Самойлов А.А. Особенности вертикального движения влаги и растворенных веществ в горизонтах и профиле структурных почв // Экология речных бассейнов. Владимир: Изд-во ВлГУ. 2005. С. 130-133.

298. Умарова А.Б., Шеин Е.В., Архангельская Т.А. Особенности формирования элементов водного режима дерново-подзолистых почв в годовой, сезонной и суточной динамике // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 3. С. 22-30.

299. Урушадзе Т.Ф., Ломидзе В.Д. Особенности температурного и водного режимов коричневых типичных почв Грузии // Почвоведение. 1997. № 12. С. 1454-1461.

300. Уфимцева К.А. Почвенный климат // Краткая географическая энциклопедия. Т. 3. М.: Советская энциклопедия, 1962. С. 286.

301. Файбишенко Б.А. Влияние температуры на влажность, энтропию и всасывающее давление влаги в суглинках // Почвоведение. 1983. № 12. С. 43-48.

302. Федорова Н.М. Температурный режим суглинистых почвогрунтов водоразделов Сосьвинского Приобья Западной Сибири и некоторые аспекты современного почвообразования // Почвоведение. 1970. № 3. С. 74-91.

303. Федорова Н.М., Ярилова Е.А. Гидротермический режим и морфология суглинистых почвогрунтов средней тайги Западной Сибири // Почвоведение. 1972. № 7. С. 79-88.

304. Физика среды обитания растений. Под ред. A.M. Глобуса. Д.: Гидрометеоиздат, 1968. 304 с.

305. Филимонов Д.А., Стрельникова Р.А. Влияние температуры и влажности почвы на размеры газообразных потерь азота // Почвоведение. 1979. №7. С. 57-60.

306. Фрид А.С. Пространственное варьирование и временная динамика плодородия почв в длительных полевых опытах. Москва, 2002. 80 с.

307. Фридланд В.М. О структуре (строении) почвенного покрова // Почвоведение. 1965. № 4. С. 15-28.

308. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М. Мысль, 1972. 423 с.

309. Фридланд В.М. Структуры почвенного покрова мира. М.: Мысль, 1984. 235 с.

310. Фридланд В.М., Сорокина Н.П., Кальван В.К. Исследование структуры почвенного покрова на уровне элементарных почвенных ареалов и его значение // Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов. М.: Наука, 1978. С. 79-91.

311. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 320 с.

312. Христенко С.И., Шатохина С.Ф. Влияние гидротермических факторов на микробный комплекс оподзоленного чернозема // Почвоведение. 2002. № 3. С. 335-339.

313. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М.: Изд-во МГУ, 1994. 520 с.

314. Худяков О.И. Криогенез и почвообразование. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1984. 196 с.

315. Худяков О.И., Кононенко А.В., Кудрявцева Л.Ю., Керженцева В.В. Гидротермические поля и их изменение при окультуривании тундровых поверхностно-глеевых почв//Почвоведение. 1999. № 10. С. 1235-1245.

316. Худяков О.И., Кудрявцева Л.Ю., Керженцева В.В., Антипов И.К. Гидротермические поля и климат генетических горизонтов мерзлотных и холодных почв // Почвоведение. 2000. № 6. С. 723-732.

317. Чернавский Д.С. Синергетика и информация (динамическая теория информации). М.: Едиториал УРСС, 2004. 288 с.

318. Чичулин А.В. Механизм переноса тепла в почвах // Известия СО АН СССР. 1987. Вып. 2. № 14. С. 81-84.

319. Чудновский А.Ф. Физика теплообмена в почве. Л.: Гостехиздат, 1948. 220 с.

320. Чудновский А.Ф. Влияние обработки почвы на ее тепловой режим // Сборник трудов по агрофизике. Вып. 23. 1969. С. 55-63.

321. Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М.: Изд-во технико-теоретической лит-ры, 1954.

322. Чудновский А.Ф. Теплофизика почв. М.: Наука, 1976. 352 с.

323. Шеин Е.В. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.

324. Шеин Е.В., Архангельская Т.А. Педотрансферные функции: состояние, проблемы, перспективы//Почвоведение. 2006. № 10. С. 1205-1217.

325. Шеин Е.В., Архангельская Т.А., Гончаров В.М., Губер А.К. и др.

326. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв. М.: Изд-во МГУ, 2001 а. 200 с.

327. Шеин Е.В., Иванов A.JL, Бутылкина М.А., Мазиров М.А. Пространственно-временная изменчивость агрофизических свойств комплекса серых лесных почв в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования // Почвоведение. 2001 б. № 5. С. 578-585.

328. Шеин Е.В., Карпачевский JI.O., ред. Теории и методы физики почв. М.: Гриф и К, 2007. 616 с.

329. Шеин Е.В., Кириченко А.В., Бутылкина М.А., Буева Ю.Н. Закономерности распределения почвенно-генетических и физических свойств комплекса серых лесных почв Владимирского ополья // Вестник Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 4. С. 17-24.

330. Шеин Е.В., Милановский Е.Ю., Молов А.З. Гранулометрический состав: роль органического вещества в различиях данных седиментометрического и лазерно-дифракционного методов // Доклады по экологическому почвоведению. 2006. выпуск 1. № 1. С. 17-30.

331. Шеин Е.В., Початкова Т.Н., Умарова А.Б. Почвенно-экологические исследования на станции изолированных лизиметров Московского университета//Почвоведение. 1994. № 11. С. 112-117.

332. Шеин Е.В., Умарова А.Б., Ван Ицюань, Початкова Т.Н. Водный режим и изменение элементного состава дерново-подзолистых почв в условиях больших лизиметров // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1997. №2. С. 31-37.

333. Шептухов В.Н., Тихонравова П.И., Гутиев И.О. Изменение теплофизических свойств и температурного режима суглинистой дерново-подзолистой почвы под влиянием мелиоративных обработок // Доклады РАСХН. 1992. № 7. С. 17-23.

334. Шкадова А.К. К вопросу о методике климатологической обработки наблюдений над температурой поверхности почвы // Труды ГГО. 1964.1. Вып. 162. С. 47-69.

335. Шкадова А.К. Температурный режим почв на территории СССР. Л., 1979. 240 с.

336. Шпак И.С. Зависимость коэффициента стока от влажности и глубины промерзания почвы // Почвоведение. 1969. № 12. С. 57-61.

337. Шульгин A.M. Климат почв европейской территории СССР в связи с почвенной зональностью // Изв. АН СССР. Серия геогр. 1956. № 6.

338. Шульгин A.M. Климат почв и его регулирование. JL: Гидрометеоиздат, 1967. 299 с. 2-е изд.: 1972, 341 с.

339. Шульгин A.M. О температурном режиме и влажности приповерхностных слоев почвы под сельскохозяйственными культурами // Метеорология и гидрология. 1940. № 6-7.

340. Шульгин A.M. Почвенно-климатические зоны и районы Алтайского края // Труды Алтайского с.-х. ин-та. 1948. Вып. 1.

341. Шульгин A.M. Температурный режим почвы. JL, 1957. 242 с.

342. Якушевская И.В. О почвах Владимирского ополья // Научные доклады высшей школы. Биологические науки. 1959. № 1. С. 194-201.

343. Abu-Hamdeh N.H., Reeder R.C. Soil thermal conductivity: effects of density, moisture, salt concentration, and organic matter // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. Vol. 64. Pp. 1285-1290.

344. Arkhangelskaya T.A. On the use of the concepts of mathematical physics in modern soil science // Eurasian soil sci. 2006. Vol. 39. Suppl. I. Pp. S20-S25.

345. Arshad M.A., Azooz R.H. Tillage Effects on Soil Thermal Properties in a Semiarid Cold Region // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. Pp. 561-567.

346. Aust W.M., Lea R. Soil Temperature and Organic Matter in a Disturbed Forested Wetland // Soil Sci. Soc. Am. J. 1991. Vol. 55. Pp. 1741-1746.

347. Bach L.B. Soil Water Movement in Response to Temperature Gradients: Experimental Measurements and Model Evaluation // Soil Sci. Soc. Am. J. 1992. Vol. 56. Pp. 37-46.

348. Bachmann J., Horton R., Grant S.A., van der Ploeg R.R. Temperature Dependence of Water Retention Curves for Wettable and Water-Repellent Soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2002. Vol. 66. Pp. 44-52.

349. Bachmann J., Horton R., van der Ploeg R.R. Isothermal and Nonisothermal Evaporation from Four Sandy Soils of Different Water Repellency // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. Vol. 65. Pp. 1599-1607.

350. Bachmann J., Horton R., Ren Т., van der Ploeg R.R. Comparison of the thermal properties of four wettable and four water-repellent soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. Vol. 65. Pp. 1675-1679.

351. Benjamin J.G., Ghaffarzaden M.R., Cruse R.M. Coupled water and heat transport in ridged soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1990. Vol. 54 Pp. 963-969.

352. Bidlake W.R., Campbell G.S., Papendick R.I., Cullum R.F. Seed-Zone Temperature and Moisture Conditions under Conventional and No-Tillage in Alaska // Soil Sci. Soc. Am. J. 1992. Vol. 56. Pp. 1904-1910.

353. Borresen Т., Njos A. The effects of three tillage systems combined with different compaction and mulching treatments on soil temperature and soil thermal properties // Norwegian Journal of Agricultural Sciences. 1990. Vol. 4. №4. Pp. 363-371.

354. Bouma J. Using soil survey data for quantitative land evaluation // Adv. Soil Sci. 1989. Vol. 9. Pp. 177-213.

355. Bouma J., van Lanen H.A.J. Transfer functions and threshold values: from soil characteristics to land qualities // Proc. of the Int. Workshop on Quantified Land Evaluation Procedures, 27.04 -2.05.1986, Washington, DC, USA, 1987. Pp. 106-110.

356. Bristow K.L., Campbell G.S. Simulation of heat and moisture transfer through a surface residue-soil system// Agricultural and forest meteorology. 1986. Vol. 36. Pp. 193-214.

357. Campbell G.S. Soil Physics with BASIC: Transport models for soil-plant systems. Elsevier, New York. 1985.

358. Campbell G.S., Jungbauer J.D., Bidlake W.R., Hungerford R.D. Predicting the effect of temperature on soil thermal conductivity // Soil Sci. 1994. Vol. 158. Pp. 307-313.

359. Cary J.W. Water flux in moist soil: thermal versus suction gradients // Soil Science. 1965. Vol. 100. №.3. Pp. 168-175.

360. Cary J.W., Taylor S.A. Thermally driven liquid and vapor phase transfer of water and energy in soil // Soil Science Society Proceedings. 1962. Pp. 417-420.

361. Chung S.-O., Horton R. Soil heat and water flow with a partial surface mulch // Water Resour. Res. 1987. Vol. 23. № 12. Pp. 2175-2186.

362. Conant R.T., Klopatek J.M., Klopatek C.C. Environmental Factors Controlling Soil Respiration in Three Semiarid Ecosystems // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. Vol. 64. Pp. 383-390.

363. Constantz J. Temperature dependence of unsaturated hydraulic conductivity of two soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1982. Vol. 46. Pp. 466-470.

364. Cote J., Konrad J.-M. A generalized thermal conductivity model for soils and construction materials // Can. Geotech. J. 2005. Vol. 42. Pp. 443-458.

365. Cox L.M., Boersma L. Transpiration as a Function of Soil Temperature and Soil Water Stress // Plant Physiology. Apr. 1967. Vol. 42. Pp. 550-556.

366. Cruse R.M., Linden D.R., Radke J.K., Larson W.E., Larntz K. A Model to Predict Tillage Effects on Soil Temperature // Soil. Sci. Soc. Am. J. 1980. Vol. 44. Pp. 378-383.

367. De Vries D.A. Thermal properties of soils // Van Wijjk W.R. (ed.) Physics of plant environment. Amsterdam: North Holland Publishing Company. 1963. Pp. 210-235.

368. Ding W., Cai Y., Cai Z., Yagi K., Zheng X. Soil Respiration under Maize Crops: Effects of Water, Temperature, and Nitrogen Fertilization // Soil Sci. Soc. Am. J. 2007. Vol. 71. Pp. 944-951.

369. Eitzinger J., Parton,W.J., Hartman M. Improvement and validation of a dailysoil temperature submodel for freezing/thawing periods // Soil Science. July 2000. Vol. 165(7). Pp. 525-534,

370. Elias E.A., Cichota R., Torriani H.H., van Lier Q.J. Analytical soil-temperature model: correction for temporal variation of daily amplitude // Soil Sci. Soc. Am. J. 2004. Vol. 68. Pp. 784-788.

371. Erie K.T. Application of the spline function on soil science // Soil Sci. 1972. Vol. 114. №5. Pp. 333-338.

372. Eshel G., Levy G.J., Mingelgrin U., Singer M.J. Critical evaluation of the use of laser diffraction for particle-size distribution analysis // Soil Sci. Soc. Am. J. 2004. Vol. 68. Pp. 736-743.

373. Grant R.F., Rochette P. Soil Microbial Respiration at Different Water Potentials and Temperatures: Theory and Mathematical Modeling // Soil Sci. Soc. Am. J. 1994. Vol. 58. Pp. 1681-1690.

374. Grundmann G.L., Renault P., Rosso L., Bardin R. Differential Effects of Soil Water Content and Temperature on Nitrification and Aeration // Soil Sci. Soc. Am. J. 1995. Vol. 59. Pp. 1342-1349.

375. Gupta S.C., Larson W.E., Allmaras R.R. Predicting Soil Temperature and Soil Heat Flux under Different Tillage-Surface Residue Conditions // Soil Sci. Soc. Am. J. 1984. Vol. 48. Pp. 223-232.

376. Gupta S.C., Radke J.K., Larson W.E., Shaffer M.J. Predicting Temperatures of Bare- and Residue-covered Soils from Daily Maximum and Minimum Air Temperatures // Soil Sci. Soc. Am. J. 1982. Vol. 46. Pp. 372-376.

377. Hamblin A. Sustainable agricultural systems: what are the appropriate measures for soil structure? // Aust. J. Soil Res. 1991. Vol. 29. Pp. 709-715.

378. Hanks R.J., Austin D.D., Ondrechen W.T. Soil Temperature Estimation by a Numerical Method // Soil Sci. Soc. Am. J. 1971. Vol. 35. Pp. 665-667.

379. Hares M.A., Novak M.D. Simulation of Surface Energy Balance and Soil Temperature under Strip Tillage: I. Model Description // Soil Sci. Soc. Am. J. 1992. Vol. 56. Pp. 22-29.

380. Hares M.A., Novak M.D. Simulation of Surface Energy Balance and Soil

381. Temperature under Strip Tillage: II. Field Test // Soil Sci. Soc. Am. J. 1992. Vol. 56. Pp. 29-36.

382. Hopmans J.W., Dane J.H. Effect of temperature-dependent hydraulic properties on soil water movement // Soil Sci. Soc. Am. J. 1985. Vol. 49. Pp. 5158.

383. Horton R. Canopy Shading Effects on Soil Heat and Water Flow // Soil Sci. Soc. Am. J. 1989. Vol. 53. Pp. 669-679.

384. Horton R., Aguirre-Luna O., Wierenga P.J. Observed and Predicted Two-Dimensional Soil Temperature Distributions under a Row Crop // Soil Sci. Soc. Am. J. 1984. Vol. 48. Pp. 1147-1152.

385. Horton R., Aguirre-Luna O., Wierenga P.J. Soil Temperature in a Row Crop with Incomplete Surface Cover // Soil Sci. Soc. Am. J. 1984. Vol. 48. Pp. 12251232.

386. Horton R., Wierenga P.J. The effect of column wetting on soil thermal conductivity // Soil Sci. 1984. Vol. 138. Pp. 102-108.

387. Johansen O. Thermal conductivity of soils. Ph.D. diss. Norwegian Univ. of Science and Technol., Trondheim. 1975. (CRREL draft transl. 637, 1977).

388. Johnson M.D., Lowery B. Effect of Three Conservation Tillage Practices on Soil Temperature and Thermal Properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 1985. Vol. 49. Pp. 1547-1552.

389. Joshua W.D., De Jong E. Soil moisture movement under temperature gradients // Can. J. Soil Sci. 1973. Vol. 53. Pp. 49-57.

390. Karam M.A. A Thermal Wave Approach for Heat Transfer in a Nonuniform Soil // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. Vol. 64. Pp. 1219-1225.

391. Kersten M.S. Laboratory research for the determination of the thermalproperties of soils // ACFEL Tech. Rep. 23. Univ. of Minnesota. Minneapolis, 1949.

392. King G.M., Adamsen A.P.S. Effects of Temperature on Methane Consumption in a Forest Soil and in Pure Cultures of the Methanotroph Methylomonas rubra II Appl. Environ. Microbiol. 1992 September. Vol. 58(9). Pp. 2758-2763

393. Konert M., Vandenberghe J. Comparison of laser grain size analysis with pipette and sieve analysis: a solution for the underestimation of the clay fraction // Sedimentology. 1997. Vol. 44. Pp. 523-535.

394. Lin C., Greenwald D., Banin A. Temperature dependence of infiltration rate during large scale water recharge into soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2003. Vol. 67. Pp. 487-493.

395. Liu H.H., Dane J.H. Reconciliation between Measured and Theoretical Temperature Effects on Soil Water Retention Curves // Soil Sci. Soc. Am. J. 1993. Vol. 57. Pp. 1202-1207.

396. Liu Z., Li H., Liu T. A new model for diurnal fluctuation in soil temperature: the damping wave equation // Soil Science. 2002. Vol. 167(5). Pp. 333-337.

397. Londo A.J., Messina M.G., Schoenholtz S.H. Forest Harvesting Effects on Soil Temperature, Moisture, and Respiration in a Bottomland Hardwood Forest // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999. Vol. 63. Pp. 637-644.

398. Lu S., Ren Т., Gong Y., Horton R. An Improved Model for Predicting Soil Thermal Conductivity from Water Content at Room Temperature // Soil Sci. Soc. Am. J. 2007. Vol. 71. Pp. 8-14.

399. McBratney A.B., Minasny B. Soil inference systems // Pachepsky Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. Pp. 323-348.

400. McBratney A.B., MinasnyB., Cattle S.R., Vervoort R.W. From pedotransfer functions to soil inference systems // Geoderma. 2002. Vol. 109. Pp. 41-73.

401. McBratney A.B., Odeh I.O.A., Bishop T.F.A., Dunbar M.S., Shatar T.M. An overview of pedometric techniques for use in soil survey // Geoderma. 2000.1. Vol. 97. Pp. 293-327.

402. Mohanty B.P., van Genuchten M.Th., Klittich W.M., Horton R. Spatio-Temporal Variability of Soil Temperature within Three Land Areas Exposed to Different Tillage Systems // Soil Sci. Soc. Am. J. 1995. Vol. 59. Pp. 752-759.

403. Moroizumi Т., Horino H. The effects of tillage on soil temperature and soil water // Soil Science. 2002. Vol. 167(8). Pp. 548-559.

404. Nassar I.N., Horton R., Globus A.M. Thermally induced water transfer in salinized, unsaturated soil // Soil Sci. Soc. Am. J. 1997. Vol. 61. Pp. 1293-1299.

405. Nielsen C.B., Groffoian P.M., Hamburg S.P., Driscoll Ch.T., Fahey T.J., Hardy J.P. Freezing Effects on Carbon and Nitrogen Cycling in Northern Hardwood Forest Soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. Vol. 65. Pp. 1723-1730.

406. Noborio K., Mclnnes K.J. Thermal conductivity of salt-affected soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1993. Vol. 57. Pp. 329-334.

407. Novak M.D. Analytical Solutions for Two-Dimensional Soil Heat Flow with Radiation Surface Boundary Conditions // Soil Sci. Soc. Am. J. 1993. Vol. 57. Pp. 30-39.

408. Ochsner Т.Е., Baker J.M. In Situ Monitoring of Soil Thermal Properties and Heat Flux during Freezing and Thawing // Soil Sci. Soc. Am. J. 2008. Vol. 72. Pp. 1025-1032.

409. Ochsner Т.Е., Horton R., Ren T. A new perspective on soil thermal properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. Vol. 65. Pp. 1641-1647.

410. Oliver S.A., Oliver H.R., Wallace J.S., Roberts A.M. Soil heat flux and temperature variation with vegetation, soil type and climate // Agricultural and Forest Meteorology. 1987. Vol. 39. № 2-3. Pp. 257-269.

411. Oorts K., Gamier P., Findeling A., Mary В., Richard G., Nicolardot B. Modeling Soil Carbon and Nitrogen Dynamics in No-till and Conventional Tillage Using PASTIS Model // Soil Sci. Soc. Am. J. 2007. Vol. 71. Pp. 336346.

412. Pachepsky Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. 512 pp.

413. Pachepsky Ya.A., Timlin D., Varallyay G. Artificial neural networks to estimate soil water retention from easily measurable data // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. Pp. 727-733.

414. Parkin T.B., Kaspar T.C. Temperature Controls on Diurnal Carbon Dioxide Flux: Implications for Estimating Soil Carbon Loss // Soil Sci. Soc. Am. J. 2003. Vol. 67. Pp. 1763-1772.

415. Philip J.R., de Vries D.A. Moisture movement in porous materials under temperature gradient // Transactions, American Geophysical Union. 1957. Vol. 38. Pp. 222-232.

416. Potter K.N., Cruse R.M., Horton R. Tillage Effects on Soil Thermal Properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 1985. Vol 49. Pp. 968-973.4

417. Pumpanen J., Ilvesniemi H., Hari P. A Process-Based Model for Predicting Soil Carbon Dioxide Efflux and Concentration // Soil Sci. Soc. Am. J. 2003. Vol. 67. Pp. 402-413.

418. Qiu G.Y., Ben-Asher J., Yano Т., Momii K. Estimation of Soil Evaporation Using the Differential Temperature Method // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999. Vol. 63. Pp. 1608-1614.

419. Radke J.K., Reicosky D.C., and Voorhees W.B. Laboratory Simulation of Temperature and Hydraulic Head Variations under a Soil Ridge // Soil Sci. Soc. Am. J. 1993. Vol. 57. Pp. 652-660.

420. Radmer R.J., Кок B. Rate-Temperature Curves as an Unambiguous Indicator of Biological Activity in Soil // Appl. Environ. Microbiol. 1979 August. Vol. 38(2). Pp. 224-228

421. Rawls W.J., Pachepsky Y.A. Using field topographic descriptors to estimate soil water retention // Soil Sci. 2002. Vol. 167. № 7. Pp. 423-435.

422. Renaud F., Scott H., Brewer D. W. Soil temperature dynamics and heattransfer in a soil cropped to rice // Soil Science. 2001. Vol. 166(12). Pp. 910920.

423. Rose C.W. Water transport in soil with a daily temperature wave. I. Theory and experiment. II. Analysis. // Australian Journal of Soil Research. 1968. Vol. 6. № 1.1. Pp. 31-44; II. Pp. 45-57.

424. Sauer T.J., Hatfield J.L., Prueger J.H. Corn Residue Age and Placement Effects on Evaporation and Soil Thermal Regime // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. Pp. 1558-1564.

425. Scanlon D., Moore T. Carbon dioxide production from peatland soil profiles: the influence of temperature, oxic/anoxic conditions and substrate // Soil Science. February 2000. Vol. 165(2). Pp. 153-160,

426. Schaap M.G. Accuracy and uncertainty in PTF predictions // Pachepsky Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. Pp. 33-43.

427. Sepaskhah A.R., Boersma L. Thermal conductivity of soils as a function of temperature and water content // Soil Sci. Soc. Am. J. 1979. Vol. 43. Pp. 439444.

428. Shao M., Horton R., Jaynes D.B. Analytical Solution for One-Dimensional Heat Conduction-Convection Equation // Soil Sci. Soc. Am. J. 1998. Vol. 62. Pp. 123-128.

429. Sharratt B.S. Soil Temperature, Water Content, and Barley Development of Level vs. Ridged Subarctic Seedbeds // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. Vol. 60. Pp. 258-263.

430. Sikora E., Gupta S.C., Kossowski J. Soil temperature predictions from a numerical heat-flow model using variable and constant thermal diffusivities // Soil and Tillage Research. 1990. Vol. 18. Issue 1. Pp. 27-36.

431. Simunek J., Sejna M., van Genuchten M.Th. The HYDRUS-1D software package for simulating the one-dimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media. Riverside, California. 1998. 204 pp.

432. Smettem К., Pracilio G., Oliver Y., Harper R. Data availability and scale in hydrologic applications // Pachepsky Ya., Rawls W.J. (Eds) Development of pedotransfer functions in soil hydrology. Elsevier, 2004. Pp. 253-271.

433. Sui H., Zeng D., Chen F. A numerical model for simulating the temperature and moisture regimes of soil under various mulches // Agricultural and Forest Meteorology. 1992. Vol. 61. Issues 3-4. Pp. 281-299.

434. Taylor S.A., Cavazza L. The movement of soil moisture in response to temperature gradients // Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1954. Vol. 18. № 4. Pp. 351358.

435. Tarnawski V.R., Gori F. Enhancement of the cubic cell thermal conductivity model // Int. J. Energy Res. 2002. Vol. 26 Pp. 143-157.

436. Tarnawski V.R., Wagner B. A new computerized approach to estimating the thermal properties of unfrozen soils // Can. Geotech. J. 1992. Vol. 29. Pp. 714720.

437. Truman C.C., Leonard R.A., Davis F.M. GLEAMS-TC: A two-compartment model for simulating temperature and soil water content effects on pesticide losses // Soil Science. 1998. Vol. 163(5). Pp. 362-373.

438. Van Genuchten, M.Th. A closed form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils, Soil Sci. Soc. Am. J. 1980. Vol. 44. Pp. 892898.

439. Weber J.B., Caldwell A.C. Soil and Plant Potassium as Affected by Soil Temperature Under Controlled Environment // Soil Sci. Soc. Am. J. Sep 1964. Vol. 28. Pp. 661 667.

440. Weeks L.V., Richards S.J., Letey J. Water and salt transfer in soil resulting from thermal gradients // Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1968. Vol. 32. Pp. 193-197.

441. Wierenga P.J., de Wit С. T. Simulation of Heat Transfer in Soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1970. Vol. 34. Pp. 845-848.

442. Wosten J.H.M., Bannink M.H., de Gruiter J., Bouma J. A procedure to identify different groups of hydraulic conductivity and moisture retention curves for soil horizons // J. Hydrol. 1986. Vol. 86. Pp. 133-145.

Информация о работе

Архангельская, Татьяна Александровна
доктора биологических наук
Москва, 2008
ВАК 06.01.03

Диссертация

Закономерности пространственного распределения температуры почв в комплексном почвенном покрове (на примере агросерых почв центральной части Русской равнины) - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы