Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОЧВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОЧВ"

¿-Ж"

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи ДМЩТИЕВ Евгений Анатольешч

УДК 631.4 ,

Закономерности пространственной неоднородности состава и свойств почв

06.01.03 - почвоведение

Диссертация

на соискание учёной степени доктора биологических наук в форме научного доклада

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА* 1983

Работа шшышена на кафедре общего земледелия факультета почвоведения Московского государственного университета вмени М. В.Ломоносова.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных нёук,про$ессор Р.Б.Ковалёв;

доктор географических наук,профессор И.А.Крупеников;

доктор биологических наук,профессор Б.Г.Розанов.

Ведущее учреждение - Почвенный институт им. В. В.Докучаева.

Диссертация разослана "Уі?" ¿¿-^Ог<7 1984 г.

Зашита диссертации состоится на заседании специализированного Совета по почвоведению Д.053.05.31 при Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова

" ІУ-» 1984 г.

в 15 часов 30 минут в ¿удиторшг Ы~2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ,

. Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного Совета или прислать отзывы на диссертацию в 2-х экземплярах,заверенные печатью,по адресу: II9$ .Ленинские горы ,ЫГУ, факультет почвоведения,ученому

секретарю Совета.

Учёный секретарь специализированного Совета доктор биологаческих наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ааг^альность проблемы. Решение большинства теоретических и прикладных проблем в почвоведении и агрохимии,как и методических аспектов этих проблем .прямо или косвенно связано с изученностью пространственной неоднородности состава и свойств почв.Представление о генезисе почв и почвообразовательных процессах .классификация и диагностика почв .картирование почв и изучение структуры почвенного покрова .разделение' прос(яля почш на генетические горизонты и подгоризонта - всё это в той или иной мере определяется особенностями неоднородности в составе и свойствах почв.Неоднородность состава и свойств почв во многом определяет. то,какую роль, играет почва в качестве компонента искусственных и естественных биоге оценоз ов, определяет особенности хозяйственного и с- • пользования,а также специ^ку и эффективность мелиоративных,аг- : рохамических,почвоохранных и других приёмов сохранения и улучшения почт.С неоднородностью связано так- называемое пестрополье. наносящее вред сельскохозяйственному производству и мешающее постановке полешх опытов.Пространственная ^вариация признаков определяет специфику полевого исследования почв,отбора проб и спосо-' бов их последующего анализа.Не зная пространственной вариации нельзя корректно судить об изменчивости свойства во врештш как в ходе естественной его динамики,так и под влиянием хозяйственной шш непроизводственной деятельности человека. В связи с осуществлением ь нашей стране Продовольственной программы и мероприятий по контролю 'за состоянием окружающей среды необходимость разработки этой проблемы приобретает особо - актуальное значение.

Диссертация разрабатывалась в рамках проблем .предусмотрен- _ ных координационными планами АН СССР.ГКНТ СЫ СССР и МГ7 "Разработка методики исследований свойств почв и'почвенного покрова как компонента биогеоценоза"(Го с.per.В 76054368) ."Изучение изменения ' свойств почв и почвенного покрова в условиях различных воздействий человека на природные процессы"(Гос.per.№ 76054367) ."Экологическая устойчивость почв и почвенного покрова"(Гос.per0I82I022659).

Цель и задачи исследования.Цель работы - разработка -теории неоднородности почв.методики и методологии её изучения в пределах преимущественно небольших участков почвенного покрова с линейной протяженностью до единиц и десятков метров. ~

В процессе исследований"главное внимание было обращено на изучение и решение следуюпих вопросов:, а) поведение отдельных признаков по профилю почв; б) закономерности поведения признаков IX

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. свльс-эхоз. академии

вдоль поверхности, почв; в) 'механизмы дифференциации-гомогенизации в почвах и почвенном покрове; г) элементы-организации почш; д)зависимость характера получаемой информация од объекте от особенностей элементов опробования; е) разработка методов изучения пространственной неоднородности состава и свойств почв; ж) разработ-; ка и апробация методов статистического анализа экспериментальных данных; з) метрологическая оценка некоторых методов анализа почв и разработка способов оптимизации опробования почв.

. .: Объекты и методика исследований. Исследования проводились в период с 1960 по 1982 год. Основными, объектами служили подзолистые и аллюшальные почш разной степени гидроморфвости Московской .Калининской .Свердловской областей,бурые лесные почш Карпат и Среднего Урала,лугово- и светло-каштаноше почш й солокпы Уральской области.

" ■ Наряду с общераспространенным способом исследования почв.в единичных разрезах, бил широко использован траншейный ,метод изучения* почв и почвенного покрова,а в некоторых случаях в площадной со случайным или регулярным размещением точек опробования. . Изучение физических.химических и ^езйко-хишчесггах свойств почв . в основном осуществлялось по общепринятым методикам.Шесте о тем при полевом исследовании были''использованы и разработанные авхо-: ром хеьюграфжче ские методы анализа. С тага стиче екая, обработка данных проводилась общепринятыми методами,а также некоторыми специально разработанными способами (в частности .для отыскания пространственного пояснения гранил; медду элементами организации).

&слад автот>а,НастояшиЙ доклад сЗойцаег работы .проведенные • лично автором и при участии руководимых им со грудников, аспирантов а студентов,а также работы, выполненные в творческом сотрудни- , честве с представителями других научных учреждений и учебных за-- -ведений.В этих совместных работах автор являлся руководителем или соруководителем иодесш из основных иопЭнителей на всех этапах исследований: при сборе материалов,их обработке, в оформлеяжа для печати.Основные идеи,методические разработки и фактически материал пршедлежат автору.и ранее были им опубликованы (лично ии в соавторство).

Теоретическая значимость и научная новизна работы. Шерше пространственная неоднородность состава в свойств почв рассмотрена как "особое природное явление .подчиняющееся своим законам в требующее специальных методов исследования-и.учета при решении. -различных вопросов в'области теоретического и прикладного почвоведения. В результате разработки■проблемы собран новнй оригиналь-

ный фактический материал по профильной и вцольповерхкосткой изменчивости состава и свойств ряда почв и шерше: I) показаны закономерности в пространственной изменчивости состава 2 свойств по профилю почв и вдоль их поверхности; 2)' оценены интерпретационные возможности и условия применимости-различных статистических методов в почвоведении; 3) разработаны методы опробования почв с учетом тре йовандя прпыенамости статистических методов анализа данных; 4) разработаны методы хемограДдче ского анализа неоднородности состава и свойств почв в полешх условиях и разработаны способы документирования результатов наблюдений; 5) показано,что.морфологическая организация почш неоднозначно связана о изменчивостью различных признаков,а границы элементов организации.проводимые по разным критериям.могут существенно отличаться; 6) показана зависимость результатов измерений почвенных признаков от спо-,собов опробования почш и дано объяснение эт<й зави симости; 7) показано отсутствие принципиальной разницы между ицдивпдуазшшыи и смешанными образцеш; 8) дана метрологическая харакеристика ряда ; методов анализа почв; 9) предложена типология морфологии впитывания и фильтрации; 10) разработаны прингешы опробования почв и выбора оптимального метода анализа изучаемого признака.

'В" качестве следствия проделанной работа шсказаны некоторые , соображения дискуссионного характера и,в частности,по определению почвенного профиля и почвенного покрова,о возможности выделения в пОчьекно! V покрове 'двух принципиально разных классов тел.надго-ризовтного уровня организации и др..

Практическое значение работ состоит в том,что результаты -.проведенных исследований имеют прямой выход на решение проблем ' классификации,диагностшси и картирования почв,на разработку мелиоративных и почвоохранных мероприятий,на работы по почвенному ой следованию территорий и агрохимическому контролю за состоянием угодна,на оптимизацию методов анализа и повторности исследований.

Автор существенно способствовал математизации отечественного почвоведения и внедрению статистических методов в анализ экспериментальных почвенных данных. / '

Результаты исследовний автора давно используются в курсах лекций .читаемых для студентов факультета почвоведения" Ш7 и для слушателей. ВДС. Начиная с 1965 ,г. , автор читал курсы лекций ко математической статистике в почвоведении в Туркменском государственном университете,в Педагогическом институте имена Б.И.

Ленина, в институте "Росземароект" а в других научно-иссдедователь-. ских и учебных учреждениях» . -

.. ртйддкадии и -ряАлти. -и» проблеме пространственной

неоднородности состава я свойств почв г методам ее изучения результаты исследований опубликованы в 96 работах,в том числе в двух монографиях (одна в соавторстве) .обарш обьемга 'около ВО печатных листов .адробироваш в 15 докладах на конгрессах .съездах, симпозиумах. и совещаниях Всесоюзного и международного уровня, а также в многочисленных докладах на конференциях .школах, со вещаниях и заседаниях регионального и более низкого уровня. Пронумерованный список работ автора помещен в конце да ссертации, С сылки на эти работы будут в дальнейшем даваться указанием их номеров (в скобках)

Автор шражает глубокую благодарность всем свор! сотрудникам и аспирантам,помогавшим ему в проведении научных исследований, особенно В. Ф. Басеввчу, А. М. Гре бенникову ,Е .М. Же велёЕой, В.П. Сам-соновой.Р.А.Сибудь и др. ,а также коллективам кафедр |сзики и мелиорации почв г общего земледелия,без постоянной поддержки . в внимания которых настоящая работа. не могла бы быть шполнева.

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Обше'е представление о неоднородности почт

Неоднородность как' спедафическое явление .проявляющее себя на всех уровнях организации почш,давно привлекает внимание исследователей. Не однородность служит основой различных классами- -кацаоншхдостроекий в почвоведении а является первоосновой изучения генезиса и географии почв и структуры почвенного покрова.

В пределах отдельных естественных биогеоценозов (ЕЩ) неоднородность почв в значительной мере является следствием развитая * и функционирования этих £ГЦ,а с другой стороны .необходимым условием их устойчиво ста. В агроценозах неоднородность почв на разных уровнях её органиэдщш также играет важную роль не всегда отря-пдтельну» как,напржмер,в случае^ пестроподъя.

Неоднородность почв и её особенности определяют хозяйственную ценность земель и шособы их и спользования,эф£ективность различных мелиоративных приемов и методику контроля га состоянием почв.ПространотЕенная неоднородность почв определяет стратегию и технику мониторингошх в режимных наблюдений и играет немалую

роль в проведении полевых агрохимических и других опытов.

В настоящее время изучение неоднородности осуществляется на самых разных уровнях организации природного тела "почва" .однако .изученность неоднородности разных уровней далеко не одинакова. ' Поскольку профильный метод исследования явился ключевым в становлении почвоведения как наука,почта ни одно исследование почв не обходится без характеристики профильной изменчивости признаков.С другой стороны, рразнительно-географическв2 метод изучения почв и . особенно исследование структурі почвенного покрова,интенсивно продвинутое в последнее время работами В.М.їридданда и его школы, Я.М.Годельмана,С.К*]Осдиса и других,позволило охарактеризовать ва соответствующем уровне неоднородность почвенного покрова.И тем не .менее даже в профильной изменчивости состава и свойств почв до сих пор нет ясности по ряду вопросов,а неоднородность почв в пределах небольших участков почвенного покрова оказалась наименее изученной. Последне е относится, во-першх ,к таксоноыически однородным участкам почвенного покрова,вариация состава и свойств в пределах которш: обычно рассматривается как случаіїная.Во-вторых, это области границ между элементами организации того или иного уровня (между горизонтами,между элементарными почвенными ареалами - ЭДА.зкотонные области) .оказавшиеся почти не изученными по причине "нетшгачности1* подобных иест.Поэтоцу основное внимание в нашей работе било обращено ва разработку теоретических,метододо-. гичесждх л методических вопросов неоднородности на примере преи-■ ыущественж) небольших участков почвенного покрова с линейной про-тетенностьюдо единиц и десятков метров.

Термин "неоднородность" достаточно часто можно встретить в почвенной литературе.однако единообразия в трактовке этого понятия нет (Каган ,1979 ;Козловский,1970 ;Корнблш,1970 ;Рац,1968,1973; Розанов,1975.1983;їреЙ,І97І;аридландД9в5; и др.).В дальнейшем^ паре взаимосвязанных понятий "однородность-неоднородность" ш будем под однородностью понимать неразличимость сравниваемых предметов или явлений в пределах заданной их совокупности.При этом в отличие от однсродности неоднородность может иметь разную шра-женность.и - следовательно ,мсжет быть охарактеризована тем иди иным образом (процентным содержанием отдельных компонентов .лимитами, дисперсией и пр.).

Как специфическое природное явление .пространственная неоднородность требует для .своего изучения специального арсенала методов и приёмов.В связи с этим нами наряду с общеизвестными ме-

тещами полевого и лабораторного анализа почв (Аршушкина,1970; Александрова .НаВденова,; Еадашша Корчагина, 1973; Корнбдш, 1975;Таргульян и др. ,1974; в др.) использовались я спеціально разработанные ваш методы и' приёмы. . 4

Как статистическое. .явление неоднородность потребовала' широкого привлечения для анализа данных статистических методов,что -вдзывало необходимость рассмотрения методологических аспектов использования статистики в почвоведения ,практкческоїадробадаи различных методов ¿оценки интерпретируемости результатов статистического анализа .разработки приемов опробования почв,обеспечивающих применимость статистических методов. .

2. Метода изучения пространственно^ в^озроттодностд

ргчгтчения инфп^мя-ртти о почве. Известно,что корректность использования статистических методов во многом зашеит от способа получения исходных данных (Немчинов,1945; Перегудов, 1961; а др.),а при изучении почв прежде всего от размещения ~в . пределах изучаемого объекта точек опробования.Технически наиболее просто пространстве объекта осуществлять механическую гц-борку.Регулярное размещение точек опробования на поверхности во-чш позволяет,как показано наіш (72,74) .полученные данные анализировать различными статистическими методами,а будучи примененный для исследования картографических материалов, оценивать долю площадей .приходящихся ва отдельные классы выделов (4),в степень ' связи между отдельными признаками (6,14,18} .Нами вперше показано (24',45) ,что для'оценки; минимального размера участка,в пределах' которого выявляется заданная доля, общей вариабельности признака,присущей объекту в целом .пригодно рендомизироваяное размещение точек опробования по схеме иерархического дисперсионного комплекса *(СнедекЬр,1961; Урбах,1964)Г , .

При дйвейнш способе опробования для оценки частотної структуры изменчивости признака в поиска оптимального полохения -границ'между элементами организации Ьочвеняого покрова ¿сказана . применимость размещения точек1 опробования через равные расстояния вдоль поверхности почш (39,41,53 и др.) с предпочтительным отбором образцов.на фиксированных глуПинах (63,66,70,73,86,91 и др.).Для исследования ветровальных почвенных комплексов был разработан способ опробования*по'двук взаимно перпендикулярным тра-.ниекм (67).Во всех случаях система отбора проб в качестве обязательного условия предполагает стандартизацию в рашеах проводимо-.

Є

го исследования формы .размера и способа взятия ооразца.

Для детального послойного определения плотности почш бал предложен монолитный метод, (33) ,с помощь» которого плотность почвд может определяться в односантиметровых слоях,а в полученных таким образом образцах затем могут анализироваться и другие свойства (46,48,64) .Для измерения твердости почш использовался .твердомер'оригинальной упрощенной конструкции (71).

Для выявления топографии неоднородности были разработаны ' методы хемогра*пческого анализа на стенках (срезах) почвенных ' разрезов.Так,опрыскивание из пульверизатора"свежих срезов почш. 10$ водным или сернокислым раствором красной кровяной соли ,(ККС) по'зволяет вскрыть картину распределения в почве записного железа (28,29,36,71,79),способного вступать в реакцию с ШСС в водной или' сернокислой среде,а специальными опытами было показано,что в зависимости от'особенностей почвенной массы (прежде всего её естественной окрашенности) минимальное количество закисного железа, вступающего б реакцию с ККС и обеспечивающего видимое изменение Окраски почвы,в пересчете на РеО колеблется от 5 до 15 мг/100 г

ПОЧШ. " . ■'*■'.

Аналогичным образом проводимое опрыскивание почш Щ» раствором желтой кровяной соли (ЖКС) (водным или сернокислым) П03Б0-_ляет шяшть особенности пространственного размещения "подвижных" скисных,,соединений железа (71),а опрыскивание 10% раствором К1 в присутствш крахмала (28,71) по появлению синих тонов позволяет судить о да/ф$ерешшрованности толщи почш по К1-восЬтанавливае-мостп (предположительно К1 взаимодействует с некоторыми окисленными формами железа и марганца).Этот прием позволяет особенно хорошо выявлять распределение в профите ортштейнов в том числе мелких и невидимых невооруженным "глазом. - ■.* ■

Для изучения неоднородности почвы"в отношении ее способности проводить воду был предложен метод,шгодно отличающийся от известного метода Ыиховича (1961) и защищенный авторским свидетельством (35) речения впитывающейся в почву влаги растворимым крахмалом с последукщим проявлением этой метки в почве йодной водой (30,40).

Для зарисовки элементов морфологической организации почш и документирования результатов хемографгческого анализа был сконструирован солевой почвенный пантограф (57),оказавшийся не только портативным и удобным в работе,но и достаточно -точным,чтобы использовать полученные с его помощью зарисовка' в качестве науч-- 7

ных документов (63,67,76).

2.2. Статистические методы анализа. Учитывая,что почва относится к слохно организованным системаы,и зучение.пространственных : неоднородностей в пределах небольших участков почвенного покрова « практически невозможно без использования вероятностно-статистических представлений о природе явлений,с которыми сталкивается / исследователь,с одной стороны,и соответственно,без широкого при. влечения на всех этапах работы различных методов статистического анализа,с другой (Н.Ванер,1964; Гнеденко,1973). .

Повидимому,перше опыты по использование статистических методов в почвоведении относятся х двадцатым годам текущего столе- . „ гид (ЧириковДалюгин, 1926; Качинский,1926,1927 и др.; Астапов, 1928;соколов,1929;изш1ов,1930) .чему немало способствовало появление литературы но ыатематич'еской статистике прикладного характера { Голубев,1920; Салегин,1922; Сидиплченко, 1926; Поморский, 1 1927;'и др.).И хотя до конца пятидесятых-вачала шестидесятых годов статистические методы использовались очень скромно,в этот период появляется рад работ весьма ярких и не потеряипих своего значения до настоящего времени (Сердобольский,1937;1952 ;Филиппова, Сердобольский, 1937; Важенин и др-,1959,1961;'Важенин,1963; и др.).Интенсивное внедрение статистических методов в почвоведение, - особенно начиная с 60-х годов,было инициировано и подготовлено работами по прикладной статистике в смежных областях науки, в том числе сельскохозяйственной {Немчинов,1945;'Перегудов,1948 и др.; Федоров,1957; финни,1957;,Фишер,1958; Снедекор, 1961 ; и др.).

Процесс математизации отечественного почвоведения интенсифицировался усилиями ряда исследователей (Крупеников,1966; Рож. ков и др.,1971;-Сашч,1972; я др.).Этому способствовали и наши работы,в которых била показана применимость и интерпретационные особенности ряда статистических методов, в том числе анализа распределений (7,15,19,27,56).дисперсионного (8,24,72,74).корреляционного (6,9,14,18,23,72) и ряда других методов <17,38,51,66, 81) ,а таете статистических приемов, оценка методических погрешностей и статистических аспектов оптимизации методов почвенных анализов (2,5,10.13,20,21,34,37,43,44,55,61,68).Еардду сэтим Сиди отасанн некоторые метода 'анализа единичных совокупностей я оценки точности шборочшх наблюдений (1,2,22,25,26), славировав ния объемов выборок (3,20) .метода- статистической оценки положе-' вин границ между разделяемыми природными образованиями (39,42) и. другие (4,50) ,а также в доступной ж обобщенной форме изложены

в

принципы и методака нал более элементарных статистических приемов анализа применительно к исследованиям природного тела "почва" (12,32,45,75).

Известно,что наибольшие трудности в использовании статистических методов заключаются не в- трудоемкости шчислений.особенно при современном развитии вычислительной техники,а в необходимости,с одной стороны .перевода задачи исследования со специального языка на язык статистики,а с другой стороны,в переводе результатов статистического анализа на спепиальный. язык (Налимов Д971), понятный почвоведу и агрохимику.Трудности интерпретации результатов статистической обработка во многом связаны с отсутствием „ четкого представления о конкретном содержании основных статистических понятий,что в то же время является причиной не только скромного еще использования таких методов,но и не всегда корректного их применения и правильного объяснения результатов анализов (9,16,31).Как наш было показано,среди ошибок в использовании статистических методов существенную роль может играть недооценка необходимости рендомпзапил (65) и некорректность использования и трактовки результатов корреляционного и регрессионного анализов (9,31).

В связи с этим,наряду с разработкой и внедрением различных, методов статистического анализа,наш впервые были рассмотрены методологические аспекты использования статистики в почвоведении и конкретизированы основные статистические понятия (испытание случайная величина,объект исследования,генеральная.совокупность в выборка.константы и оценки и др.) (32,37,45,47,77),и в частности было показ ало,что в экспериментальном почвоведении исследователи практически всегда имеют дело лишь с оценками изучаемых констант, а с учетом объективности-действия статистических законов вероятностно-статистический подход к анализу данных необходим вне зависимости-от использования соответствующих методов.

" Сравнительно идш!( опыт, использования статистики в почвоведении является,видимо,одной из причин того,что вероятностно-статистические ыетсды по преимуществу до сих пор служат средством оценки надежности выводов и относительно редко выступает в каяео-тве инструмента познания объекта,как способа анализа информации: -На примере рассмотрения данных по влажности и плотности почт (72,74) наш показаны приемы такого анализа данных в понимании Ностеллера-Тыжи (1982). ■ . .

2,3. Метрологические^характешспш? методов анализа почв.

Не располагая сведениями о точности используемых методов, трудно судить о многих особенностях объектов.Без знания правильности и воспроизводимости нельзя оценить-качество оценок сред= них.Не располагая данными о воспроизводимости невозможно оценить вариацию-признака в пространстве объекта,нельзя шбрать оптимальный метод исследования и спланировать способ и повторность отбора проб. ■ , :

И если для методов анализа .предусматривающих необходимость повторных анализов проб или технологически не.очень сложных определенная информация о воспроизводимости имеется (Сердобольский, 1937 Лоспехов ,1970), то для методов бесаовторкоотного анализа (трудоемких и дорогостоящих)' статистическая оценка воспроизводимости отсутствовала,что затрудняло интерпретации данных и лишало исследователей возможности судить о необходимости совершенство- • вания метода.пли допустимости его упрощения.

Еьерше проведенная наш о учетом общих представлений об ошибках и их оценке (2,21,34,37,44,45) метрологическая характеристика ряда методов почвенных анализов (2,4,13,20,41,43,55,61, 68,88) позволила показать величину аналитических случайных ошибок (табл.1) и вычислить возможные значения минимальных различий с заданной вероятностью,которым можно доверять как статистически значимым различиям .т.е. обусловленным не ошибками метода,а породой сравниваемых объектов. 1

Таблица I.Случайные аналитические ошибки (стандартные отклонения) валового химического анализа почв (А) разными методами (X - классический,2 - ускоренный,3 - РМ.) и механического анализа. (Б) почв (4 - шшетметод) " -

Ейд ; Метод: Окисел -

ана- : ала- : 5:0л : А1о0<>: СаО : МоО ; К«0 ;Т<0о лиза : лаза ; А : А~аг А '3:_: 3 : А : А

: I :0,050 ;0,033 :0,038 :0,020-: 0,014 ; не - определ.

А : 2 _ :0,079 Л0.032 :0,0£2 :0,025 : 0,011 : "

' : 3 :0.603 ;0,£26 ;0,039 :0,012 : 0,143.: 0,030 : 0,017

: : дряктрт ыруяниирлко-рп лп^трвд мм ,

: . : I- : 0,25-: 0,05-: 0,01-: 0,005г: ^0,001:^0^01 :-0,25 :-0,05 :-0,01 :-0.005:-0,001 : • :

Б : 4 : 0,48 : 1,05 : 0,83 : 0,61 : 0,49 : 0,54 : 0,77

Следует заметить,что для основных компонентов валового со-' става почв (s¡ 02 ,AI203 .íegOg) аналигаческие дисперсии у ряда ме-'тодов (валового классического'и ускоренного,с использованием рен-тгенофлуоресцентного анализатора - РФА.) существенно меньше,чем дисперсия содержания тех же компонентов дахе в пределах генети-' чески однородных.горизонтов,что означает полную обоснованность доведения бесповторно стньпс анализов почв для решения широкого круга задач.Для механического анализа почв аналитические ошибки могут быть соизмеримыми с природной_вариабельностью механического состава',в силу чего при бесдовторностном анализе заключения о наличии различий в содержании отдельных фракций могут оказаться далеко не всегда обоснованными. Во многом аналогичная ситуация наблюдается и при анализе валового содержания CaO.MgO.KgO.TiC^

Специальный анализ структуры аналитических дисперсий позволил для методов PIA .ИКС .подсчета микроорганизмов оценить роль отдельных факторов в создании шибок воспроизводимости,а тем самым определить стратегию совершенствования методов (£5,61,66).

3.-Неоднородность почвы как непрерывного тела ■

3.1. Непрерывность почв и почвенного покрова.Почва и почвенный покров с равным основанием могут рассматриваться в как континуальные образования,и как тела дискретные.хотя о предпочтительности того или иного подхода единой точки зрения нет и.пощдиыо-МУ,быть ге может,так как представления о прерывистости-непрерывности ПО'ГШ не независимы от целей и способов ее изучения (94). Правомерность а того,и другого подхода обусловлена тем,что'в почве существует диалектическое единство дискретности и непрерывности .прояЕлягащееся в том,что дискретность образует непрерывность, а в непрерывности могут быть выделены дискретные элементы органа-зацииЛри всем при, эт<ж для большого числа случаев почву как естественно-историческое тело предпочтительнее рассматривать как першчно непрерывное образование.Это,с одной стороны.следует из представления о генезисе почв,из постепенности перехода почв в подстилающие порода (на что обращал внимание еще В.В.Докучаев), из постепенности смены почв в пространстве почвенного покрова,а с другой стороны,постоянно проявляет себя б принципиальной возможности (обычно реализуемой) отбора образцов разной форш,размера и пространственного размещения в теле почвы.Непрерывность почвы соложена в основу аппроксимации изменений признаков по цро-фзлю почв в виде непрерывных функций от глубины (Челядник,1969;

Рожков,1972; Махлин и др.,1973,1981; Мироненко,1976,1982; Роза- ■ нов,1975,1983; ЕгЬ ,1973,1974).В условиях господствующего способа характеристики почв на основании анализа образ нов, отбираемых по генетическим горизонтам,детальная информация по изменчивости состава и свойств почв по их профилю почти отсутствует как и детальные данные со поведению отдельных признаков вдоль поверхности почв,а тем более-в области смены почв в почвенном покрове.

Проведенные наш исследования показали ,что даже в столь дифференцированных почвах.как подзолистые и дерново-подзолистие.непрерывность обнаруживает себя в постепенности изменения значений свойств по профилю почв при детальном (посантиметровом) их исследований (33,46,48,64). :

' Вдоль поверхности постепенность изменения свойств является' обычным явлением (38,41,63,66,86) и даже в условиях комплексного почвенного покрова сухой степи.когда на протяжении единиц мезров можно обнаружить почш,относящиеся к трем- разным типам,свойства изменяются постепенно,не обнаруживая в своей пространственной последовательности какой-либо склонности к разрывности (39,73,84, 96). ' - • '

■ Имеющиеся литературные данные и собранный нами фактический материал показывают,что при существующих методах опробования большинство признаков в пространственной последовательности вообще и в вертикальной последовательности в частности допустимо рассматривать как непрерывность ,а отдельные результаты измерений -_/ как дискретные значения в отдельных точках этой непрерывности -.. (93,94). ,

■ 3.2. Вгольдоверхностная неоднородность почв. В литературе -можно найти многочисленные данные по изменчивости отдельных

свойств вдоль поверхности.почв.В подавляющем большинстве случаев эта информация появлялась в качестве сопутствующей при реше-' нии других задач и сравнительно редко латеральная неоднородность являлась предметом специально организованных исследованзй.Чаще всего результаты анализов изучались внетопологически,без учета пространственного размещения-точек опробования на основе модели случайной величины .(значительно реже случайного процесса) .что позволило оценить масштабы вариабельности отдельных свойств для некоторых классов почв "различного таксономического уровня й пределах широкого спектра размеров почвенно-покровных пространств. .В , последние.годы стали появляться фундаментальные статистические

s 12 '

обобщения подобного характера (Крупеников, и др. ,1978,1981).

В теоретическом и методическом отношениях известный интерес представляет вопрос о законе распределения изучаемых признаков, В настоящее время ва основании имеющихся многочисленных публикаций ( Дубиковскдй, 1969,1970; Королюк.1971; Морозов,1962; Рекс,Ко-ролькова,1971; Серцобольашй,1937; Соколов, 1929; Старовойтов, 1970; Тонконогов,1971; Тюремнов,1925; $ридланд,1976; Челядник, 1969; Caaarache,Tintila ,1969; Protz et al. ,1968; Williame* et el., 1967;■ и др.) и наших наблюдений (41,56.,70,72,74) можно утверждать, что одни и'те же признаки в разных услошях (разные почш,разные горизонты одной сочш и пр.) ,а тем более разные признаки в пределах одного объекта,могут иметь далёко не одинаковое статастичес-_ кое распределение.Нормальным законом .часто,но отнюдь не всегда, допустимо аппроксимировать распределения плотности п влажности почш (Вптгефт,1966; Гуссак и др.,1967; 0решкина,1971,1972;и др.) (56,72,74),что отмечено для аналогичных свойств я у геодогичес- . ких объектов.

Из весьма обстоятельного обобщения материалов по почвам Молдавии (Крупеников и др.,1978,1981) следует.что наиболее часто (в. 365 случаях из 465 проанализированных распределений) нормальным законом может быть аппроксимировано распределение содержания гумуса^ 58£ случаев - глубина нижних хранил горизонтов (и глубины вскипание), U.55SE - содержание обменного Ca.Остальные^признаки (содержание азота,обменного Ыд а суммы Ca-tUj, СаС03,отношение С:М, pH, гидролитическая кислотность) менее чем в половине случаев могут быть отнесены к нормально распределенным.Это тем более касается величины всдопрошщаемостей (15,19).

Принимая во внимание,что отказ от нормальности распределения- в соответстши с используемыми критериями согласия * обычно оставляет мало места для сомнений в справедливости такого швода,а -принятие гипотезы о норладьности никак не является доказательством того .что распределение действительно нормально., очевидно,что вопреки ожиданиям в большинстве случаев в почвоведении приходит' ся иметь дело с распределениями более или менее отличными от нормального,а результаты попыток подбора подходящих для описания* ■ распределений законов можно рассматривать как свидетельство множественности законов распределений признаков в почве .Последнее может быть связано и с широким спектром исследуемых признаков с разными механизмами возникновения и поддержания вариабельности, ' и о очень неодинаковыми размерами и способами выделения объектов

{участка почвенного покрова.классы почв заданного таксономического уровня и пр.) .Многообразие законов распределений в определенной мере связано в о известной произвольностью в выборе 30 и способами их анализа. Б связи с этим многообразие законов расареде-■ лений можно считать характерной особенностью поч'ш как естественно-исторического тела/Зо- О*.

Несмотря на множество данных «показывающих как сильно варь^ ируют в пространстве значения разных признаков а каковы закономерности вариации свойств <;глубиной,до'сих пор оставались неясными такие' принципиально и методологически важный вопросы .как за- . шсимость степени вариации признаков от размеров изучаемого объ--' екта, возможность оценки свойств объекта по одной достаточно протяженной линии опробования,закономерности доведения признаков в пространстве, почвенного покрова,влияние размеров образцов на особенности характеристики объекта по изучаемому свойству.

Прежде всего на основании анализа литературных'данных и проведенных нами экспериментов можно заключить,и в отношении некото- '. рых свойств это отмечалось Важениным (1963) и Гуссаком и др.(1Э67), что степень варьирования всех изученных* признаков,обнаруживаемая в'пределах небольших участков с линейными размерами .измеряемыми даже единицами дстиметро в, оказывается соизмеримой с вариацией, присущей территориям на много порядков больших размеров.Так,к примеру,в горизонте А1 дерново-подзолистой почш под лесом дишерсаа в пределах I м2 и I га соответственно" равны для плотности почш 0,011 л 0,013 , для логарифма водопроницаемости - 0,35 и 0,37 , для влажности''- 47,4 и'64,4.

Для черноземов в пределах целой республики (Молдавия) ,по данным Крупеникова и др. (1978) .коэффициенты вариации мощности горизонта А,глубины вскипания и"содержания гумуса в верхних 20 см почв соответственно колеблются в интервалах 9-24?, 12-46$ и 1420?, а на небольших участках коэффициенты вариации для мощности горизонта А и глубины вскипания равны 14-50$ и 25-67$ (Фридлавд,ч 1965), а для-содержания гумуса - 2-10$ (Важенин,1969). И число таких примеров можно существенно расширить (смотри,например,сводки у Витефт,19£6,и у Сашча.1972).

ТакавГсоизмеримость дисперсий (а тем более стандартных отклонений и коэффициентов вариации) макет рассматриваться как свидетельство того,что локально действующие природные факторы дифферента! алии свойств по своей мощности и результативности соизмеримы с факторами дифференциации.проявляющими себя на гораздо боль-

шах пространствах.

Однако соизмеримость не означает одинаковость.которую обычно не удается обнаружить даже в условиях,каэалось бы очень для этого подходящих.Наыи показано ,что вопреки .ожиданиям по одной" достаточно протяженной линии опробования не всегда удается получать оценки тех средних и дисперсий .которые соответствуют всей площа- ■ ди изучаемого участка как объекта (51) .что' с некоторыми оговорками можно рассматривать как сшдетельство отсутствия эргодичности. Так,на двух параллельных линиях длиной 20 м,отстоящих друг от друга всего на 0,5 ы в пределах елово-волосистоосоковой парцеллы на дерново-подзолистых почвах средняя мотоость горизонта AIA2 оказалась равной 15,2 см и 11,5 см,а морфонов горизонта А2 - 8,0 и 10,8 см.В аналогичных условиях при расстоянии.мезду линиями опробования 20 см в пределах горизонта AI содержание кдслотнораство- . римого железа было 459 и 314 мгДОО г почш.

Существенные различия по потенциалам естественного электрического поля на различных* глубинах дерново-подзолистой почш били обнаружены на трех парраллельвых линиях опробования длиной 200 м,отстоящих друг от друга на 5 м.Оказалось также,что при дтг не линий опробования до. 200 ы достаточно часто s пределах отдельных отрезков линии опробования средние и дисперсии нельзя считать одднакошми.а последовательность значений признаков в пространстве оказывается отличной от случайной и характеризуется трендом (например .для содержания кислотнорастворимых форм Fe и Мп) ,что может рассматриваться как свидетельство отсутствия стационарности случайней функции (параметры функции - оказываются зависящими от местоположения начальной точки отсчета).

Отсутствие эргодичности и стационарности препятствует ко'р-. рентному использованию теории случайных процессов для анализа пространственных последовательностей значений признаков,однако . полезную информацию об автокорреляции и частотной структуре из- -менчивости признаков .при этом можно получить.

Шерше методы теории случайных процессов (функций) в почвоведении были использованы Ф.И.Козловским (1970,1972 я дрО.Наша'-псследования (38,41,53,63,66,70,95). показали,что в пространстве почвенного покрова изменчивость признаков проявляет наряду с трендом тенденцию к определенной периодичности (точнее квазипериодичности) .причем в частотной структуре.характеризующейся набором наиболее шраженных периодов,наряду с периодами низкочастотными (с длиной пери ода, измеряемой единицами метров а более) . Г-ХХЬХ ■ „ .

Таблица 2. Длина периодов и радиусы корреляции {в скобках,см) в пространственной изменчивости некоторых свойств' дерново-подзо-ластой почш в пределах фиксированных глубин ¡подчеркнуты статистически значимые периоды с ос = 0,2

Глубина, см Ыаксимал] ная гиг- ь. Обменные Кислотнораст вори-мые ■

роскович нооть Са . • % А1 . Ре Ып

5 Ш 57 37 (120) 80 .4 (ггаУ'ч ' 143 67 167 . 83 ' 40"' (500) 500 ;' 67 ' 40 29 (100) 167 67 & 26 (70)

15 143 (300) 143 ' 80 45 (200) 143 " 62 37 (90) 100 59 42 * (140) 133 . 59 ■ (360) 142 42 _ (220)

25 67 Щ (320) Х43 57 (220) 100 Ш (180) 200 54 .29 ' 24 (250) (420) 83 42 . 33 (280)

35 125 67 & (240) 100 (400) 52 38 30 (80) 167 61 43 30 (30) 83 50 34 (430) 153 . 57 40 ' (?0)

• 45 - 1П 40 (170) ■¡го 71 45 (160)' 500 71 . 52 30 (100) 125 63 -48 (170) 133 40 30 (460) III 62 (30)'

весьма обычными оказываются периоды с длинами в пределах 0,80,4 м (табл.2).Нами шервые было показано (41,63,66,70),что на фоне известной сходности частотной структуры для различных при-' знаябв и глубин опробования разные признаки в пределах одинаковых глубин или горизонтов и одинаковые признаки на разных глуби-

вах (в разных горизонтах) могут иметь несошадагаие по длине наиболее шраженше периоды и величины ' радиусов корреляции ( ваи-иекьпшх расстояний,при которых коэффициент корреляции между значениями признака оказывается раышм нулю; Боядарин,1971).

4, Источники варьирование результатов оцро<^>тит^ ттптв

4.1.-Общее представление о причинах варьирования. В литературе имеется масса сведений о факторах и механизмах дифференциации профиля почв и возникновения различий между почвамв в почвенном покрове. Все эти сведения в койечном счете базируются на результатах измерений тех или иных свойств почв (л факторов внешней среди),однако до сих пор' вероятностная природа, результатов опробования почти не. принимается во внимание.

Вами шерше отмечено,что в почвоведении по причине шбороч-нооти измерений,в силу- чего практически любой результат анализа может рассматриватьсе в качестве одного из возможных.значений некоторой случайной величины (или случайной функции),вероятностно— статистические представления в анализе- данных не только возможны, но и необходимы .даже е ели полученные данные? анализируется без привлечения статистических методов (47,77).Это связано с тем,что -за очень редким исключением исследователи имеют дело не с исшп-.шш значениями признаков,а с их оценками,случайность которах может еигре; адяться факторами разной природа.С некоторыми оговорками можно сказать,что в пределах исследуемого объекта вариация ре, зультатов измерений зависят от двух групп причин,одна из которых объединяет источники методического характера,а другая связана с особенностями изучаемого объекта (45,47) .Такая группировка в известной мере условна, так как свойства объекта .представление об однородности-неоднородности объекта,а*тем более количественная его характеристика по отдельным признакам,лишены' смысла вне представлений о том,какие элементы в пределах объекта и как соло-. ставляютсЯ друг о другом.В процессе изучения и познания объекта' это реализуется в том,что результата измерений,несущие информацию об объекте я создающие образ объекта,зависят от'того,что особой представляют элемента опробования, (материальные носители информации об объекте) и какош методы измерения признаков (45,47), т. е. свойства объекта зависят от способа их изучения (94).

4;2, Аналитические ртжчины варьирования резтд^татов. Боль— шинство результатов анализов в той или иной »ере обременено ошибками, связанными со спецификой используемого метода * оценаваемы-

да аналитической дисперсией.В почвоведении атому долгое время-не придавалось большого значения>несмотря на то .что перше шаги в этом направлении были предприняты давно (Сердобольский,1937).Возрастание интереса к роли аналитических ошибок наблюдается в последние два десятка лег,что в определенной мере было инициировано и вашими работами (2,21,32,34,37,44). .

Аналитические ошибки сами по себе являются нежелательным яв. лени ем, особенно когда от велики ш трудно определяемы,в саду чего неясен их вклад в общее варьирование результатов анализов.

Имеющиеся в литературе сведения (Гуссак и др. ,196?; Доспехов ,1970; Кузнецов и др. ,1367,1970; Кук,1970; Сердобольский,1937; и др.),а такие наши данные (20»41,68) свидетельствуют о том,что' достаточно часто аналитические' погрешности случайного характера сравнительно с природной вариацией изучаемых признаков настолько невелики.что ими можно пренебрегать (например,при оценке валового содержания -5гО2 Д^^Зклассическим или,ускоренным методами,а таете с помощью *Р$&)..

Достаточно трудно оценить аналитические сшибки для методов определения водопроницаемости и плотности почш,но можно думать, что для водопроницаемости случайные' ошибки методов сравнительно не^елшш,а для плотности почти они если не прешшают природное варьирование,то со меньшей мере соизмеримы с ним (33,64,72)*

4.3. Варьирование и размер элементов опробования.Нельзя ска» зать.что в почвоведении ничего неизвестно о зашсзмоспгрезультатов анализа от особенностей элементов опробования (ЭОр'.Роль величины площада единичной заливаемой поверхности при определении водопроницаемости на получаемые данные отмечалась неоднократно (Качинский,1936; ВладаченскиЙ.Баирова ,1956; Dylla,Cuitjena,I970; и др.).Имеются сведения о характере изменения варьирования результатов как функции размеров образцов (Алабушев и др. ,1968;0р-лов,Шгевкова,1982; Рад,1973; и др.).

. В почвоведении и особенно в агрохимии широко используются для анализа смешанные образцы и это является отражением понимания того факта,что результаты анализов образцов шщишдувльных и смешанных неравноценны.То .что замена индивидуальных образцов сые-

х) Э0 аналогичен понятиям "зонд" (Козловский,Роде,1976) в.поч-воведенш и "геометрическая база опробования" (Матерой,1968)область влияния" (Бороько,1971),•"область воздействия эксперимента" (Рац,1Э73) и др. в геология. i - '

шанными имеет не только методический характер,но' связана с .методологией познания почш .почувствовал еще Г.Ф.Ыороэов (1901). Но зависимость характеризующих почвенный объект показателей от особенностей 30 как методологически *важное положение до сих пор не выдвигалось и практически не учитывается при проведении исследований.Последнее проявляется прежде всего в TOií .что в большинстве ' работ .как правило,отсутствует характеристика 30.

Нами отмечено,что усреднение состава z свойств,которое может иметь.как аддитивный,так и неаддитишнй характер .происходит не только в смешанных образцах.но в любых образцах,по который получается единичный результат измерения,и в этом отношении между индивидуальными и смешанными образцами нет прикципиальтшх отличий. (16,31,45); . \ ! ; -

Коэффициент.смешения (число.индивидуальных образцов,составляющих смешанный) начисляется (если вычисляется) исходя из допущения,что физическое усреднение образцов поЧш дает тот*же результат,чтол математическое усреднение- результатов анализов ин- . дищдуальних образцов ,и дисперсия сокращается пропорционально коэффициенту сыешения.Ыожно было бы думать.что увеличение размеров индивидуальных 30 в некоторое число раз должно приводить к аналогичному результату (Рац,1973).Тем не менее этого обычно не наблюдается. Так .увеличение единичной площадки при определении, водсшро-í шщаеыосзи о 20 до 2500 см*" снижает стандартное отклонение не в II,а только в 5 раз (19) .Дисперсия плотности дерново-подзолистой почш под лесом с поверхности уменьшается с увеличением объема бура от 100 до 500 ctr .не в 5 раз,а всего лишь с 0,015 до 0.012-(г/см3)2 (72),а возрастание объема образца с 10 до Х00 ел приводит к снижению коэффициента вариации содержания обменных оснований я кислоторастворимых форм железа и марганца в 1,3-3,0 раза против возможного 3,2.

Наш показано.что более медленное снижение вариабельности может быть обусловлено прежде всего двумя причинами .первая из которых связана с наличием аналитических ошибок,не связанных с особенностями ЭО.а с другой стороны,с существованием автокорреляции, т. е. взаимосвязи между значениями признака в отдельных частях большого образна (19,72).Значительная методическая дисперсия в ш-ределении плотности почш.например,может быть ответственна за ничтожно малое снижение дисперсии о 0,015 до 0,012 {т/аР,) ^ ща увеличении объема бура в 5 раз (по Алабушеву и" др. .1968, она вообще не меняется). ' V é'iíix

V 19 •

' Не ыеныпув роль ыокет играть автокорреляция,что оказывается наиболее заметным при малой роли аналитических ошибок, ^цесь о со-", бенно отчетливо проявдяетсебя взаимодействие способа сшробова-вия г объекта с его особенностями в поведении изучаемого призна- . ка,Именно такой случай мы имеем,когда в образцах объемом 1000, 250 , 50 i 10 см^ В горизонте AIA2 Дерново-подзолистой почш под лесом дисперсии содержания хтмуса оказываются равшши 0,08 , 0,09 0,13 в 0,24 и относящимися друг к другу в отношении 1,0 : 1,2 f,7ЗД , а не как I : 4 i 20 : 100 ( 95). . ' '

Ее* исключено »что известную роль в' воз никемцкх расхождениях может играть отмеченный нами не. всегда аддитивный характер усреднения признака в образцах (16,31,45),что само по.себе заслуживает особого внимания в связи с необходимостью трактовки результатов анализов в не только смешанных образцов,но и инлитадуалт.ттах..'

Роль размера в других- особенностей 30 не сводится лишь к влиянию на степень варьирования результатов анализов.Функвдей размера ,формы и способа шделения 30 может быть и среднее значение признака (доя водопроницаемости это известно давно),"например,для' свойств с неадд итивным усред нением,и закон распределения .имеющий тенденцию к приближению х нормальному о ростом размеров ЭО (15).

Для водопрокицаемостей,обычно отличающихся ясно выраженной положительной асимметрией в распределении (15),даяо объяснение нормализации распределения с ростом поверхности единичной заливаемой площадки исходя из модели пу&ссоновского распределения ^ крупных пор (19). . • -.. /*

' Все шшёсказанное является свидетельством того,что объект проявляет свои свойства- в процессе их исследования и как следствие этого результаты'измерения свойств не независимы. от способов познания объекта (94). ' -

5. реоднородность и элементы организации почвц

5.1. Расчленение геюЗшга почш на горизонты. Познание объекта очень часто сводится в шявхению неоднородности в ■ его пределах и выделению на этом' основании некоторых элементов организации .имеющих какие-то пространственно-временные границы в считающихся внутри себя однородными,но отличными согласно заданным . критериям,от смежных природных тел в том щей ином пространстве (классификационном .почвенно-покровном) .В почвенном покрове таки- . ми . элементами организации могут являться .например, , а в профиле почш — горизонты,морионы и пр.(Воронин, 1980; Корнблюм,1975;

Розанов,1975ДЭ8Э; Фридданд,1972; и др.). -

С учетом 'першчности пространственно-временной ■ непрерывности природного тела "почва" щделение элементов организации подобного характера представляет собой процедуру дискретиэации непрерывности »проводимую по некоторым правилам (93).

Наиболее часто с процедурой дискретизации почвоведы имеют дело при шделеюш в провале почш горизонтов. В зависимости от критериев различимости горизонты могут, быть отнесены к генепгчёо-киы (учитывается юс происхождение и .генетическая сущность), морфологическим (отличия обнаруживаются'по визуально наблвдаемым признакам) ,морфагенетическим (учитывается не только морфология* во и генетическая природа горизонта) »аналитическим _{отличия обнаруживаются по свойствам .измеряемым с помощью более или - менее сложных-методов) (93).

Расчленение почвенного профиля на горизонты общепринято в лежит в основе генетического почвоведения как науки. Границы горизонтов общепринято проводить при полевом изучении профиля почв, а значит наделяемые горизонты при этом могут бить отнесены к мор- -фолоютеским »генетическим или морфогенетическим.Обвчно предполагается (и аналитические данные этому не противоречат по причине малого числа образцов из каждого горизонта) .что состав и свойства, органолептически себя не проявляющие и измеряемые тем ила иным -методом,по профилю, если и меняются,то б полном согласии о морфологически расчленением профиля на горизонты.Это означает, что даже если представления об однородности горизонтов как их принципиальной особенности (Корнбдюм,1970; Розанов,1975,1983; Евдокимова, 1981; и др.) верны лишь с некоторыми оговорками (93), то в области границ обязательно должны возрастать градиенты изменения всех свойств.Это дает основание экстремальность градиента взять в качестве критерия'положения граница (46).

О возможности неодинакового расчленения профиля почш на горизонты по разным свойствам указывалось давно (Полынов,1929; Р&-менский.1938), яо серьезной экспериментальной проверки этого до сих пор не имелось.Проведенные наш детальные исследования изменения по пробило .дерново-подзолистых почв различных признаков показали (46,48,64) ,что для ряда свойств пространственное положение экстремальных градиентов нередко не совпадает с морфологически ш-деленными границами горизонтов.В пределах морфологических горизов-, тов могут встречаться большие градиенты никак не связанные с переходом одного морфологического горизонта в другой, а с другой сто-

роны,вблизи границ горизонтов экстремальные градиенты могут от -сутствовать ,хотя изучаемый признак никак нельзя назвать не ценящимся но профилю* ■" " ,

Гак (В дерново-подзолистых почвах при хорошем совладении максимума градиентов ГО с границей перехода от горизонта А2 к ЕЕ,. можно обнаружить большие градиенты удельной поверхности в пределах горизонта А1А2. Хорошо отражают границу раздела горизонтов А2 и ЕГ градиенты содержания ила,однако .приуроченный к этой гра- , нице максимум градиентов содержания крупной пыли смешен вниз на 4-5 см.Для крупной пыли хорошо выражен градиентный пик в области Гранину между горизонтами AI и A3, но в то же'время существует не меньший ш градиентов а в верхней части горизонта А1.По плотности почш выявляется нижняя граница горизонта AI (или AIA2) ,но в пределах перегнойно-аккуыулятивного горизонта градиенты могут быть нисколько не меньше*

■ Еще больше расхождения между границами морфогенетичесиих горизонтов и аналитических горизонтов наблюдаются для признаков, не проявляющих себя при морфологическом описании профиля (например, содержание Pe, Un в штяжке Тамма или ! н HgSOg). ' .

В целсы 'из полученных материалов следует,что. в дерново-подзолистых. почвах не всем границам морфологически выделяемых горизонтов соответствуют максимумы градиентов признаков и наоборот, причем положение максимумов градиентов, некоторых признаков вблизи отдельных границ могут не совпадать. В верхней части профиля драницам между-горизонтами чаще соответствуют максимумы градиентов,во в верхней части провидя,с другой.стороны,чаще обнаруживаются шеокие градиенты в пределах генетически однородных горизонтов (например, в AI или AIA2).

'факт неодинаковости возможного расчленения профиля почш на . горизонты по морфологии и аналитически определяемым признакам заслуживает внимания не только как теоретически интересное явление, иллюстрирующее условность выделяемых горизонтов,их зависимость от критериев выделения,но и как важное для методика опробования поч-обстоятельство (93). 5.2. Морфология элементов спэт'янттяятша почве;. Любой из методов опробования почш .предусматривающий отбор образцов или получение результата измерения с помощью каких-либо датчиков,помещаемых в почву (электроды,термометры.пакетики с ионитада) или внедряемых в нее (плунжеры) .ограничен в своих возможностях характеризовать элементы организации по их форме .размеру, так как число точек опробования лимитируется техническими возможностями методов,

а 30 могут быть соизмеримы с элементами организации почш по изучаемому признаку.И хотя использование сплошного опробования такого характера дает интересные сведения о морфологии (топологии) поведения признака в простран стве .разрешающая способность подобных исследований невелика как и размер« характеризуемого при этом пространства почвы.

Хорошо известно сколь богатую информацию о многих особенностях пространственной организации различных признаков,особенно морфологических ,дает изучение вертикальных и других срезов почш в естественных условиях ее залегания благодаря большой разрешающей способности глаза и возможности анализа поверхностей срезов ш--.рокого диапазона размеров.Именно это позволило разработать детальну® методику таких исследований и иерархию элементов морфо-* логической организации почш (Захаров,1927; Корнблюм,1975,1983; Розанов,1975,1983; Таргульян й др. ,1974;-и др.).К сожалению, слишком многие свойства при морфологическом анализе профиля почвы себя не проявляют.Предложенные нами некоторые из методов хе-мографш на срезах почш дали возможность вскрыть картину диффе-ренцпрованности по некоторым из' таких свойств (26,30,35,36,71).

Так .используя процедуру выявления распределения в профиле ' дерново-содзолистой и подзолистой почв оргштейнов о помощью КІ-крахмальной методики (28,29,71) .удается выделить морионы со скоплением ортштейнов »которые (морфоны) по конфигурации и размещению в профиль могут весьма заметно отличаться от морфонов, шде ляемых по обычно наблюдаемым морфологическим свойствам.Еще более заметные различия, могут возникать при выделении морфонов по более ла-. бильным свойствам,таким,например,как' наличие в профиле соединений окисного и закисного же леза, способных вступать в реакцию с ШС и ККС (36,71) .причем линейные размеры таких хемографически проявляемых на срезе почш пятен-морфонов могут изменяться,особенно дія закисного железа .от единиц миллиметров до дециметров и метро в .демонстрируя сложную мозаику пространственной неоднородности изучаемого свойства иногда в пределах морфол олгче ски весьма однородного горизонта или морфона' (например,в пределах пахотного слоя) (36).

Не шзывает' сомнения,что визуально обнаруживаемые таким методом элементы организации толне объективны,ьо в то же время условны .поскольку их выделение осношвается на 'визуально наблюдаемом изменении окраски почш при ее обработке соответствующими реактивами,а изменение окраски происходит лишь когда количество вступающих в реакщда веществ прешшает некоторый уровень, ?-Л23Х ,

•гз .

кстати зависящий от естественной окраска почш (для Ре(П) от 5 до 15 мгДОО г лочш)-(79). - ■ ' -

_ К элементам' организации почш можно отнести и объемы почвенной массы с резко отличной способность» впитывать и фильтровать воду. Значительная вариабельность водопроницаемо ста по поверхности почв и дифференцированностъ по этому свойству профилей почв хорошо известны,как и обычно наблюдаемая сложность поверхности смачивания, формирующейся в процессе шигаваяая влаги в просушенную почву. ...

Характер передвижения впишваюцейся и фильтрующейся через почву влага, определяется прежде, всего особенностями строения по-1 рового пространства пйчи1*Передвижение воды сплошным фронтом получило название инфильтрации,а по крупным порам и трещинам,вцра-' жавдееся в язаковагостя фронта смачивания - инфишдаи.Известно • -также,что водопроницаемость почв связана о преимущественным де- * редшяением впитывающейся влаги во крупным порам и „трещинам.

Нами показано .что далеко не всегда языки цромачиваниа оказываются приуроченными к крупным лорам, трещинам а рыхлым участ-кам.Нередко такие участки (например,по свежезадолненным кротовинам) остаются сухими в то время как соседние,более плотные участ-, ки почш проводят поступавшую на поверхность почш влагу.Возможность подобного явления в услошях напорного и безнапорного ша-тывания была экспериментально подтверждена (54,32),что позволило наряду с ин£шатраыионным и инфшшионяым типами впитывания ¿оделить квазиинфлюкдаонный тип (40,83).

Особий интерес представляет структура передвижения влаги в почвах влажных, по скольку, это более частый случай,обычно быстро наступающий вслед за продвижением, фронта смачивания,но в то же Еремя и более сложный для изучения- по причине отсутствия такой же наглядности,как в случае анализа фронта - смачивания.

Использование в качестве метки растворимого крахмала (30,35, 71) позволило показать .что движение влаги через нзалгаую (вблизи наименьией влагоемкости и шшс) почву сравнительно редко'вдет сплошным фронтом. Такой анфахьтратотшй пш фильтрации характерен для хороао' о структуре иных почв и почв легкого механического состава,а также * иногда для почв обесструктуреншх,Гораздо чаще в насыщенной влагой почве образуются отдельные "каналы" £ильтраади, пронизывающие основную-массу почвы,сравнительно мало принимающую участие в проведении влаги вниз по профилю (инфдакдаоншй тип фильтрации) .Весьма часто "каналы" фильтраций образуют.густую ле-

реплетающуюся сеть,среди которой сохраняются "осташщ" .через которые фильтрапяи практически не происходит (сешинфилмрацеонннй тип фильтрации) (40,83).Вскрытая сложность л неодинаковость пространственной структура путей движения жидкой влаги в почвах не может не определять мнагие'особенности "Пространственной неодно- --родности в профиле отдельных почв,а тем-более генетические и мелиоративные (особенно в связи с дренаком и промывками почв) особенности почв. * ,

Отчетливой связи морфологического строения почв (в частности,языков оподзоливания) о путями миграции влаги пе обнаруживается,тем не менее можно думать,что существует.некоторая устойчивость во времени структуры путей движения влаги .по крайней мере в аллювиальных почвах наличие эакисного железа,способного реагировать с ККС.обнаруживается только в нефильтрующих "останцах" различного размера и наоборот (79). _

5,3. Гранины между почвами в почвенном ^октове. Дискретизация непрерывности почвенного покрова давно и успешно осуществляется при картографирования почв и изучении структуры почвенного покрова.И тем не менее до сих пор практически отсутствуют сведе-' ния о'детальной картине смены почв в пространстве,о поведении отдельных свойств в области границ между шдедяешми элементами организации почвенного покрова (почвеккьагконтураш!,элементарными почвенчыы^ареалами -ША .предельными структурными элементами -ПСЭ).Известно,что границы могут различаться по сложномя¿замкнутости, функциям и другим особенностям (Воронин.1967; Родоман, 1970, 1982; КаганскиЙ,1982; Шувалов, 1982; и'др.).В области изучения "' структуры почвенного покрова, несмо тря на определенные успехи . в характеристике границ между ЕШ. ( фридлавд,1965 Д 672; Белобров, фридланд,1970; и др.) этот вопрос во многом .как" отметил В.Ы. Фрид-ланд (1378), остается веретенным. - . -

Обычно в качестве критерия проведения границ используется принадлежность разделяемых почвенных тел к разным классам почвенной классификации .Есть мнение,что таким границам соответствует . ; максимальная скорость изменения признаков вдоль поверхности поч-ш (фрпдланд,1972; Квох ,196577 хотя экспериментальной-проверки этого положения в литературе ва встречается. В ыорфолоппескоы .строении ЕОЧШ э то,очешдщо.должно проявляться в замещении ВДОЛЬ ' поверхности почвенного покрова одних горизонтов другими как раз в области границы перехода.

Наиболее технически просто детальный анализ границ перехода

л

- осуществим в комплексном почвенном покрове сухой степи (Прасолов, 1927) .поскольку в этих условиях смена почв происходит в пре- . делах малых расстояний и можно, использовать траншейный метод,по-'

- лучиший в последние годы достаточно широкое распространение.

Еа примере такого комплекса (Джаныбекский стационар АН СССР) нашими исследованиями шерше показано,что граница .проводимые по критерию экстремальности градиентов разных признаков не всегда совпадают между собой,а соответственно и.с границами .проводимыми по классификационному критерию (39,42,73) .Если границы по отдельным свойствам оценивать дифференцированно по разным глубинам, то обнаруживается,что с глубиной границы обычно имеют .тенденцию смешаться под одау из разделяемых почв,т.е.поверхность раздела но- . жег не <&ть вертикальной и,более того,она может иметь существенный наклон (73,85,96).В области перехода солоыец-светлокаштаяовая Оочва-лугово-к'аштановая почва эти границы ,как правило .имеют тенденцию о глубиной смещаться в сторону лугово-каштадовой почш.

В той же направлении с глубиной смещае тся граница смены го- . ризонтов .причем ( за исключением горизонта AI) Морфогенетических горизонтов »присущих-только светдокаштановой почве »обнаружено не было (91). ' ' ' ■ ' - '

Таким образомдискретные тела .которые могут быть выделены в почвенном покрове (Оказываются зависящими по своим размерам» форме и числу от критериев проведения границ, т.е. как и в случае выделения почвенных горизонтов представляют собой тела условные.

5.4. УСЛОВНОСТЬ ДИСКГР'^'Чярттч и ее проявление. Условность дискретизации непрерывного' трехмерного природного почвенного тела находит свое отражение не только в том,что на разных урошях организации (морфонном,горизонтнш,2ЕА) границы »проводимые по разным критериям, оказываются несовпадающими в пространстве почш. Это проявляется в известном факте большего различая одноименных компонентов пятнистостей.чем разных компонентов в пределах одной пятнистости (Григорьев и др.,1973).

Аналогичное явление наблюдается и яа более низком уровне организации .когда однотипные морфоны, шделяемые в пределах разных горизонтов и на* неодинаковых глубинах, могут сильно отличаться по своим свойствам (Бондарь.Строганова,1979). Это подтверждается и нашими исследованиями (78) .Подтверждением условности шделения дискретных элементов организации и условности их внутренней однородности можно считать разную степень пригодности одного и того же закона распределения,например .нормального .нередко считапцего-

ся показателем однородности (Воронин,1970; 5ридлаыд ,1972¡ Розанов, 1975,1983) , для. аппроксимации распределений разных свойств в пределах одного объекта (даже при. условии их морфологической или таксономической однородности) и одного свойства у разных объек -тов,о чем ухе упоминалось шше. Белее того,нами на примере дер — ново-подзолистой почш показано (41) ,что, если в пределах фиксированных глубин (и соответственно в.условиях принадлежности точек опробования к разным горизонтам) распределения изученных признаков (влажность почш .максимальная гигроскопичность, содержание обменных катионов и кислоторастворимых форм железа и марганца ) отчасти допустимо было аппроксимировать нормальным законом,то в пределах, отдельных горизонтов (по разных глубин) все распределения оказались отличными от нормадьного.Особенно интересно,что при этом на фиксированных глубинах дисперсия рада признаков была не больше,а нередко значительно меньше (табл.3),чем в пределах генетически однородных горизонтов (68).

Таблица 3. Дисперсия некоторых признаков дерново-подзолистой почш в'пределах фиксированных глубин или горизонтов (п - повтор-ность;единицу измерений для МГ г валового содержания ж

А120з - процент от сухой массы почш, для кислотно-раствориыих форм Ре и Мл - мгДОО г почш, для обменных катионов - мг-экв/100 г почш). ',-■'*

Гори- : Обменные :Кислотора-; МГ :Валовое содержание

зонты : п : *

глуби : : иа ; * * 4 * А1 : £е ГШ : * 4 • * : ¿»с^ / I *

А1 80 4,32 1,35 36368 549 0,66 _ —

А1А2 266 1,89 1,40 56140 702 0,52 94 0,889 0,113

А2В 213 1,01 0,49 52724 244 1,82 104 '4,692 0,834

ВТ ' 224 2,25 1,03 46143. 38 1,25 61 4,342 ■ Г,086

£2 1 48 1,82 0,64 21378 20 0,75 - - .

5 200 3,47 •1,85 36964 471 0,53 — - . -

15 200 0,62 0,56 58189 477 0,18 97 0,741 0,114

25 - 200 0,79 0,59 48226 105 0,67 94 1,375 0,293

35 200 2,18 0.61 23817 18 1,93 94 4,166 1,034

45 200 1,96 0,88 21803 15 , 1,2Г - - -

-Вели бы дискретность в морфологической организации почш проявляла себя в характере поведения других признакового в пределах . фиксированных глубин характер периодичности признаков дол-

I

•27

жен был бы быть связанным с периодичностью смен горизонтов иди их. частей .поскольку, отдельные трети горизонтов по своим свойствам, 'как наш было показано (68) .могут существенно различаться, - * Однако,автокорреляционный анализ шявил (41),что радиусы корреляции для последовательностей частей горизонтов оказались значительно меньше (от 0',3 до.1,4 м на глубинах соответственно 35 и 45 см), чем для многих других признаков (см.табл.2). -

Таким образом,анализ сведений из литературы и полученные нами дяпнне свидетельствуют о том .что шделяемые в пространстве почш элементы организации (по крайней мере на уровне морфоиов и "" шше) следует считать условными, т.е. эти дискретные элементы,выделяемые в непрерывности природного почвенного тела, с полным основанием могут рассматриваться как элементы организации почш иди почвенного покрова лишь относительно принятых во внимание критериев их шдедекия.В силу этого поведение признаков,не учитывавшихся при процедуре-расчленения почвы на дискретные элементы »например, морфологические,мажет не соответствовать осущеотменному рас--членению почш,на что обращал внимание еще Польщов (1929). -

6. Зависимость между неоднородностью почв и внешними Факторами . ■ Установление зависимости между свойствами почв и факторами внешних условий всегда заслуживает внимания,хотя сам факт наличия связи, как правило, не дает прямых указаний на то, что - от чего и Насколько зависит,но делает поиски,причинно—следственных . отношений,обусловливающих'обнаруженную связь,опраэданшш (18).С другой .стороны,связи даже о не вполне ясной цриродой их . возникновения могут окйэаться полеэными »например,. для диагностики объ- ^ ектов, особенно,если один из компонентов связи легко определяем или наблюдаем. V _ • Можно назвать множество работ; в которых на' основании ана- ' лиза (далеко не всегда статистического) подобного рода связей оцениваются факторы~и механизмы дифференциации профиля почв. Немало работ .по преимуществу появившихся за последние 20 лет, посвящено рассмотрению факторов горизонтальной неоднородности, а * - опыт полевых, наблюдений позволил широко использовать при почвен-нокартографических работах связи распространения почв с .рельефом местности и характером растительности. Определенный вклад в разработку этого круга вопросов был сделан и нами.

Так, при всей несомненности огромной роли микрорельефа в го^

риз октальной дифференциации состава в.свойств почв' оказалось ,что даже в условиях сухой степи (Дханыбек) граница*изменения морфо -логических особенностей и химических свойств почв солонцового комплекса не обнаруживает устойчивой приуроченности к одинаковым а даже близким значениям отметок рельефа« То яе самое ■ отмечается и при сопоставлении границ классифккацаокно разных почв с рельефом (84), в силу чего в целом между почваш таких ' комплексов и рельефом связь оказывается весьма слабой (23)..

Сейчас уже не шэывает сомнений,что на вариацию свойств почв заметное влияние оказывает растительность, отдельные растения со своим патогенным полем (Карпачевсзшй ,1979) а единичные корни растений (Заблоцкий,КароачевскийД977; Зокн,1954; Карааче— вскийД977; Карпачевсиий,КиселеваД971; ЫиваД967; 0решкина,3аб-Л0ЦКИЙД977; Холодова,1975; и др.).

В лесных биогеоценозах одним из наиболее мощных факторов создания горизонтальной неоднородности почв является вывал деревьев, Надаш исследованиями ^49,52,58,59,60,62,67,69,70,87)удалось показать прямую"опосредованную роль этого достаточно широко •распространенного природного явления в яизга лесных почв, в создании пестроты почвенного покрова, в вариации морфологических» химических,физических в других свойств почв.

В большинстве случаев воздействие растений на почву не связано с педотурбацаями в не носит столь мгновенного и шраженно-— го характера,но это не делает их менее важными и интересными для ' исследования, хотя поиск ответа, в какой мере сопряженность почв в растений есть результат изменения почш растениями или поселения растения в наиболее- подходящих почвенных условиях, далеко не . всегда оказывается простым. К последнему случаи можно отнести установленное нами (86) воздействие 6-10-летнего подюста ели па содержание гумуса в'пределах верхних 5- см дерново-подзолистой ' почш и проявляющееся в увеличении содержания гумуса в тех микро объемах,где его было относительно много до поселения подроста (под осокой волосистой) и снижение там, іде его было мало.

Значительно труднее в причинно-следственном плане интерпретируются данные детальных исследований плотности в влажности •верхнего 6-сантиметрового слоя дерново-подзолистой почш, позво-динкнег о -одной стороны, выявить отчетливую связь этих признаков со структурой лесного биогеоценоза (72,74), а с другой стороны, показавше,что характер их изменчивости определяется не только „. парцеллярной структурой биогеоценоза, но-и удаленностью от стволов деревьев,для разшх парцелл сказывающейся неодинаково.

59

Причина неоднородности связей кроется в многообразии факторов, определявших как свойства почш,так и распределение растений в пределах биогеоценоза. Эта неоднозначность дает себя знать в известной факте определенной несогласованности в границах флто-ценозов и почв, в силу чего граница почв.проводкше на основе границ растительных ассоциаций (ассоциативные граница по Родома-ну,1982) ,не всегда оказываются достаточно надежными .особенно когда поперечные размеры контуров почв невелики,как например,в 70-. ловиях комплексов сухой степи .Получений, наш материал показывает (S4,91) ,что в солонцошх комплексах Прикаспия (Дханыбек) та- . зсие* ошибки в проведении границ почвенных контуров'могут быть со-■ измеримыми с поперечным сечением контуров светло-каштаношх почв,,

При изучении пространственной неоднородности в составе и свойствах почв как функции - некоторых факторов особый интерес представляет не только сем факт установления какого-то .влияния, . а количественная мера такого влияния.Надример, в чем изучаемое влияние проявляется и насколько сильно свойства почш связаны с современным древостоем и топографией его размещения и, соответственно, какая часть неоднородности почв унаследована от предие-ствоваших времен жизни почш (до поселения данного древостоя) или* являясь современной, возникла под влиянием факторов, неза -висимнх от древостоя и его топографии*"

Нам шерше удалось показать, что,используя в качестве ме-. тода познание даже простые математические модели, нежно оценить принципиальные особенности изменений в свойствах дерново-подзолистой почш под влиянием (прямым и опосредованным) современного' -древостоя (66) .Наиболее отчетливо'влияние удаленности от стволов елей в границ проекции крон проявилось на содержании обменного кальция (табл.4) .особенно на глубине *15 см (приблизительно середина горизонта AIA2), где около 25$ общей дисперсии этого признака можно считать связанным с влиянием современного древостоя(в райках использованной модели).

- Из проведенного анализа частотной структуры пространственной , изменчивости признаков следует ,чтс древостой ответственен за периодичность в изменении признаков с длиной периода не менее 4'м.В целом полученные данные интересны в тол отношении .что позволяют состашть представление о масштабах воздействия древостоя за известный промежуток Бремени (ельник лмеет возраст около 100 лет)и оценить глубину,до которой прослеживаются такие изменения (как

Таблица 4* Доля дисперсии (в %) отдельных свойств, учитываемая-■ математической ■■ моделью

: Обменные катионы , . :Кислоторастворимые

Глубина,см * * Ж : Са*^ ■ : А1ЙТ : ЕеО : МпО.

5 1,6 2,4 . 0,0 - 10,6 0,6 0,5

■ 15 . 10,9 25,4 6,8 1.7 8,5 3,3

25 4.4 П;5 7,1 1,8 . 6,8 2,2

35 0,2 12,0 0,7 Г,6 0,9, ;0,9

45 0,0 5,3 0,0 0,0 3,7

следует из полученных данных она в основном не прешшаег 45 см).

Рассмотренные шше факторы, могущие вызывать неоднородность состава и свойств почв,среди множества прочих факторов,оказывающих аналогичное действие в пределах небольших пространств,являются наиболее дискретно действующими,но тс удалением от места максимального. воздейстшя (центра мпкрозападины• ствола дерева) сила этого воздействия затухает,что определяет большую или меньшую постепенность в изменении почвенных признаков, особенно если принять во внимание,что наряду с этими учитываемыми нами факторами,неоднородность в почве определяют и многие другие агента внешней "сре-■ ды, а почва сама по себе способна "отфильтровывать" возникающие -колебания в значениях признаков по мере удаления от источника возмущений (41). Более того,в процессе эволюции почв и их естественной жизни постоянно протекающие процессы педотурбапронного характера н переноса веществ в различной форме приводят .к тому» что ранее резкие граншр размываются и приобретают характер по- -степенных и нередко трудно обнаруживаемых переходов.Иллюстрадае2 этого может служить вскрытая разрезом на дерновочгодзолистой почве (Московская область »Малинки)- клиновидная структура .аналогичная описанным Бердниковым (1976), во втором метре резко (о точ- . костью до миллиметров) отделяющаяся от-вмещающих покровных суглинков. До мере приближения к поверхности резкость^граница этой структура постепенно убывает и в пределах нижней части верхнего' полуметра (горизонт В1Д2В) делается просто трудно различимой (64,76,78). -

Вся эволюция и повседневная жизнь почв и почвенного покрова связаны с постоянно идущими процессами дифферещдгйДни и гомогенизации (Кариачевский ,1979).Многообразие факторовь Определяющих протекание этих процессов, внутренняя их противоречивость, разная степень влияния и разделенности в пространстве а времени

обусловливают* с одной стороны, дифференциацию црофвля почв и возникновение и сохранение латеральной неоднородности, а с дру — гой стороны, препятствуют образованию и сохранению резких границ между элементами организации, обеспечивая определенную по — степенность и непрерывность в изменении признаков (по крайней мере на- шсоких уровнях организации почвы, начиная о уровня гб-^ ризоятов). Неравноценность факторов и неодинаковость их участия • в процессах дифференциации и гомогенизация определяет разную -степень и характер дифференвдрованности профаля почв и особенности неоднородности почвенного покройа в конкретных, услотаях его , нахождения, в том числе разную резкость границ между элементами . организации, выделяемыми на непрерывности согласно некоторым критериям. В силу этого степень неоднородности 'ж характер постепенности в изменчивости соОтава и свойств почв .вдоль поверхности могут служить. столь же важной характеристшйй любого участка поч венного покрова в определенных условиях его залегания,как аналогичные характеристики профильной изменчивости для классификации и диагностики почв» .'

7. МАуптги^ддсслёдотдятщ как неоднородных объектов*

Всякое исследование в конечном счете сгодится к изучению неоднородности на некотором уровне организации почш (нередко та-, кой уровень искусственен,как например уровень опытных'делянок в падевом опыте). При этом неоднородности на, более низких уровнях организаций, оказываются фоном, на котором идет исследование, и с этим приходится считаться и учитывать на разных этапах проведения изысканий. Другой составляющей фона,играющей инохда"не менее важную роль»являются методические погрешности.С учетом природной и . аналитической вариации,их величины,и других особенностей и должна строиться стратегия проведения исследований, "

7.1. Планирование чисяекностей - шборок. -Рассмотрение ре -зультатов измерений в'качестве случайной величины и некоторая .* априорная информация о задачах исследования и условиях его проведения позволяет спланировать в определенном смысле штималь -ную численность шборок. Б почвоведении вопрос этот поднимался . неоднократно (Просвиров,1934; СердобольскиЙ,1937; Чириков,Малю -гин,192б; Еажёнин и др.,1959,1961.1963; Роде,1960; СмирноваДолгов, 1961; л1^1Ьшт,Етшв,19б1>£кеп«,1960; и др.) .однако удобной в практическом отношении и достаточно разработанной методика для

решения широкого круга задач в литературе не было,и даже у Сне-декора (1961) рекомендации сводились к приёму последовательного подбора.Наши разработки <3,11,12,26,32,45) дали возможность технически просто планировать численность шборок о целью получения, оценок средних с требуемой .погрешностью (абсолютной шиґ относительной или значимых различий"!^между средними при уровне' значимости Счислив вспомогательную величину Kj по одной из

Ф0*"**1 -Ж . ' Ji . • . IQQA,

1006 ' V • S • ІУҐ- ' в зависимости от имеющейся инфо£а»адии о стандартном отклонении S коэффициенте вариации среднем 1 и желаемых ветчинах или .находят искомую повторності rt=* ^(Kj) по специальной Таблице (26,45).Для.оценки объёмов шборок rij и пг,обеспечивающих получение- 1>ч как значимой разницы между средшми,шчисляется вспомогательная величина Кg и по-специальной таблице (26,45) отыскивается ft я ilj + t%2 — 4- (Kg).

. Если дисперсии сравниваемых" величин допустимо считать ода-накошми и вы является их усреднеЬной оценкой і то -

K2 -Jа^. и П! = 1Х2 - 0,5П. • -.

При неравенстве дисперсий ( ?f б| )

^-(if^ " и V«*1*

7.2. Оптимизр""« "усобов опробования а методов анализа.По-сяольку дисперсия результатов измерений определяется не только вариацией признака в пределах объекта,но и аналитическими погрешностями,то шбор подходящего метода анализа заслуживает особого внимания,особенно в связи с разработкой множества ыетодов,характеризующихся разной^ точностью ^производительностью и стоимостью.'

Очевидно ,ч"то от анализа не следует аребовать. большей точности, чем это требуется для решения задачи (Кузнецов и др,,1967). Однако в' техническом плаве вопрос о способах шбора оптимального метода анализа в почвоведении практически не стагался. Этот-вопрос тесно связан о проблемой, отбора индивидуальных а смешанных образцов, но-.несмотря на широкое использование смешанных образцов, методика планирования этого приёма во многом оставалась неясной' до самого последнего времени. .■■■"'■ -

Проведенный наш »опираясь на работы Налимова (1960) ,Скеде- " кора (1961), Доерфеля (1961) и др., анализ формирования ошибок (25,37) позволил дать рекомендация Но использованию смешанных. образцов-и по приемам оценки пригодности методов для проведения различного рода исследований (34,44,45,68).

Исходя из характера зависимости дисперсии результатов измерений от соотношения величия природной и аналитической дисперсий, нет необходимости стремиться к тому (Чтобы'метод анализа* характеризовался стандартным отклонением более, чем в 3 раза меньшим стандарта. природного варьирования,'причем при можно проводить бе сповторно стеый анализ образцов (34).

Когда природная дисперсия сравнительно с аналитической ве -дика^мсжно прибегнуть к использованию смешанных,образцов, если / задачи исследования это допускают, а изучаемый признак усредняется в пределах образца аддитивно.

При этом число индивидуальных образцов, из которых состав -ляется смешанный (коэффициент смешения) разумно брать не более чем равным отношению природной дисперсии к аналитической и сов -сем нецелесообразно более чем в 4 раза превышающее это . отношение (45). ■

Осуществлять.шбор'метода анализа и характера образцов толь-', ко исходя из этих общих положений нельзя^ так. как существенные корректиш могут быть внесены трудоемкостью отдельных этапов 0п-, , робования,стоимостью 'анализов и пр. Используя некоторые коэффициенты .отражающие производительность (стоимость,вредность и пр.) тех или иных процедур или этапов опробования,можно получить оце- . нки оптимальных в известном смысле повторностей отбора образцов и коэффициентов смешения, довторностей анализа отдельных образ вдв а в итоге общую'оценку затрат (временных,стоимостных^ пр.) при оптимальной организации опробования разными методами. Минимальность затрат 'может служить критерием оптимальности метода анализа и связанным с ним способом опробования (44).

Аналогичный подход позволяет. оптимизировать численности повторных операций (и даже их необходимость) в многоступенчатых анализах,например при количественном учете микроорганизмов в почве с использованием люминесцентной микроскопии .когда требуется оценить оптимальное число проб н'чясло полей зрения, обе СПвЧИВаЮЩИХ получение результата о заданной погрешностью (61). .

Планирование численно стей шборок а оптимизация методов анализа в такой же мере зависят от~особенностей 30, как и резу-

льтаты проводимо; измерений.Учитывая это обстоятельство,а также принимая во внимание,что практически любой результат измерений всегда сравнивается с каким-то другим результатом для суждения о сходстве-различии,следует заключить,что, с одной стороны, пара -метры 30 всегда должны находить отражение в описании методики исследований, а с другой стороны, в пределах решаемых задач или\ проблем необходима определенная ставдартизйдая ЭО (формы,размера 'образцов или поверхностей опробования и т.д.) (16,45,47,77,94).

7.3. Размещение точек опробования в пространстве объекта. Размещение точек в пространстве объекта при выборочном его опробовании редко связывается с наличием периодичности в изменчиво -сти признака,хотя известно (Szekiel,J<ox,I9&I),что результаты опробования в слишком близко расположенных точках содержат в себе меньший объем информации,нежели могло бы Сагь при проведении того же числа анализов.Нами отмечалось (32,45),что при изучении почв потеря информации (и соответственно нерациональные затраты средств и времени) тем значительней, чем больше автокорреляционная связь между значениями признака в смежных точках" опробования.

С учетом этого вами предложено в качестве расстояния условной независимости (РУН)обеспечивающего информационную полно -ценность результатов опробования, брать такое минимальное расстояние, начиная с которого на любом большем расстоянии коэффи -циент, автокорреляции по абсолютной величине не превышает задан - -ного значения & (50). При этом А оказывается численно равной той доле от общей дисперсии признака,которой допустимо пренебречь в проводимом исследовании. Подобное определение РУН предпочтительнее,нежели исходя из критерия статистической значимости козффа — цаента автокорреляции,поскольку значимость есть функция объема шборки (16,34), а тем самым и РУН оказывается зависимым от объема наблюдений. ^ '

В пределах заданного участка почвенного покрова для одной и той хе фиксированной глубины РУН для разных признаков может существенно отличаться, как и для одного и того же свойства с глубиной, причем для разных признаков характер этой изменчивости но -жет быть существенно иным. При проведении исследований еотест -вевно нецелесообразно для разных анализов отбирать свои образцы.. Поэтому за минимальное расстояние; ыеаду точками опробования вдоль поверхности следует брат£ наибольшее РУН среди всех полу -ченных (для'дерново-подзоли стой почш под лесом,например, это РУН=3,4 ы, соответствующее содержанию обменного А( на глубине-

.5 см).

РУН не независим от размеров объекта. Так »увеличение протяженности объекта (дерново-подзолистая почва,лес) о 20 до 100 м приводит к возрастании РУН для разных признаков иногда в десятки раз (на глубине 5 сы для обменного Са-о 0,2 и до 14,0 м, для обменного Мд - от 0^1 и до 1,0 м, для обменного А( — от 3,4 до 10,0 ми т.д.). ' 1

С учетом отмеченного ранее отсутствия эргодичности целесо.-обраэно размещение точек опробования в пространстве объекта осуществлять на шгадади, а не вдоль линии. По профилю почш образца допустимо отбирать по фиксированным глубинам при обязательном учете их принадлежности к тому или иному горизонту.,

Хорошо известно.какие трудности создает пространственное варьирование" почвенного признака при изучении его динамики во вре^-мени и, соответственно, сколь не просто органазошвать режимные ваблвдения (Ране,1976; Козловский,1976; Козловский,Роде,1976). Если от срока к сроку точки опробования в пределах объекта меняют свое положение,* то одно увеличение повторности не может быть тем средством .которое обеспечивает уверенность,что получаемые во времени различия есть следствие "динамики процесса, а не прост -ранственной неоднородности изучаемого признака. Для этого нужно еще .чтобы участки почвенного покрова,ваг которых ведется опробование, бшш однородными,неразличимыми согласно некоторым критериям связанным с изучаемым Ерпзнаком.Извесгно.что таксономическая однородность участков, как и целый рта других внешних их особенностей гарантией однородности обычно не является.

Наш для оценки минимального размера участков в пределах -объекта наблюдения, обеспечивающего условие' их однородности .предложено воспользоваться изрархической моделью дисперсионного " анализа (Снедекор,I961), а в качестве критерия однородности -обеспечение S пределах такого участка почвенного покрова задан -„ной доли от общей дисперсии признака,, характеризующей его варьирование на объекте в целом (24,45). Так .для-верхнего 10-сантп -метрового слоя дерново-подзолистой почвы под лесом в пределах объекта площадью I га минимальными однородными .участками (обеспечивающими 0,9 общей дисперсии) .могут считаться участки плаца--,дью не менее 25 ы2 для плотности иJ влажности почвы и не менее ■ -I м2 для водопроницаемости. Более аккуратно оценку однородных участков можно получить с учетом предполагаемых повторяостей в режимных наблюдениях и минимальных значимых различий между сро—

камх наблюдений (45). ■ „

7.4. ЫеТОСТЧеСКИе след^ттат^ лтатистичеСКОЙ ПГЯРОДЫ свойств почш и результатов их измерений. .'Рассмотрение изучаемого щягана-ка в качестве случайной величины¡связанной с природой объекта, означает, что объект мажет (а иногда и должен) быть охарактеризован не только средними значениями этого цризнака, но и некоторыми показателями, характеризующими его варьирование. Наряду со стандартными отклонениями и коэффициентом вариации такими характеристиками могут являться доверительные границы случайной величины и,в частном случае, границы типичности, соответствующие ■. 50#-ной вероятности.Неш показано, что при допустимости рассмотрения случайной величины как нормально распределенной эти граница могут быть найдены о учетом шборочности получаемых оценок(22). Необходимость вычисления квантилей распределения (квантиль - значение переменной,отсекающее в ранжированной последовательности заданную долю'общего объема совокупности), является одной из главных прхчин поиска наиболее подходящих аппроксимирующих законов.

. В усяошях многочисленности законов .которым подчиняются разные свойства почв? в пределах отдельных объектов исследования и отсутстше в подавляющем большинстве случаев теоретически обоснованного представления о возможном законе распределения, шесто нахождения квантилей теоретического распределения,которым аппроксимируется (и нередко очень грубо) изучаемое распределение, нами рекомендуется приводить квантили эмпирического распределения, . не обреййшые погрешностями аппроксимации,легко шчисляемые и исключающие необходимость проведения сложных вычислений,связанных с подбором подходящего аппроксимирующего закона (81,32).

Приведение наряду с лимитами квантилей (их* набор зависит от _ объема шборки).ддя вероятностей,0,05 (или 0,06); 0,10 (или 0,15); 0,25; 0,50; 0,75; 0,90 (или 0,85) и 0,95 (или 0,94) может„слукить удобной формой свертки информации взамен обычно используемых рядов распределения, особенно при работе с разноразмерными признаками или с распределениями, имеющими сильно отличающиеся друг от друга "параметры (средние .дисперсии) (81).Квантильный метод исследования может оказаться весьма полезным и в качестве "дредстати-стического" метода анализа; когда в отношении случайности изучаемой величины имеются сомнения (92). ' -

Нами впервые было подчеркнуто то методологически важное обстоятельство, что в экспериментальном почвоведении исследователи

практически всегда амеют дело лишь о оценками изучаемых величин, что в практической плане проявляется в йеобхсдамости принятия решений в условиях'неполно?*». информации (45,47,77).В этой свя- * зи,например, так называемые " вещные константы" (максимальная гигроскопичность, влажность завядания, различные виды влагоемко-сти) при существующих методах их измерения константами не явля -стоя, прежде всего потому, что средние их значения представляют собой лишь оценки средних.Последнее ,как ваш &шо шерше отмечено,должно учитываться при построении топо— и хроноизоплет (45).

Известно.что в так называемых плохо организованных - системах, особенно при проведении пассивных экспериментов (когда экспери мент ставит природа, а человек является пассивным наблюдателей), трактовка результатов дисперсионного,регрессионного и других анализов представляет известные трудности (Налимов, 1971)* Нами впервые обращено внимание и показано.что в экспериментальном почвоведении интерпретация результатов корреляционного и рагресса*-онного анализов должна проводиться с большой осторожности, по -скольку коррелированность между множествам факторов, прямо или опосредованно влияющих на поведение изучаемого признака, может привести и обычно приводит к смещению оценок связи и иногда весьма значительному (32,45).

8. П<учвекннй профиль, почва, почвенный покров и элементы его организации. -

8.1^ Почвенный пткуЬилъ, почта и почвенный покров. Рассмотренные выше закономерности пространственной неоднородности состава и свойств почв позволяют высказать ряд соображений, касающихся как широко распространенных понятий с не вполне устояв -шейся дефиницией, так и некоторых ношх понятий. И то, и другое определяет известную даскуссионность рассматриваемых в этой главе вопросов. .

. Наряду с общетеоретическим понятием о почве как естественно-историческом природном теле очень часто термин "почва" употребляется в более узка! смысле, хотя определений почш как представителя некоторого множества почв до сих псф нет (Соколов, 1979).Не лучше обстоит дело и о понятием о почвенном покрове и в частности с решением вопроса, где "кончается" почва и "начинается" почвенный покров, - а соответственно какош критерии того, "что ш имеем дело о почвой и характеризуем почву, а те почвенный покров.

л

Несколько лучше обстоит дело с понятием "профіль почш", однако судя по имеющимся в литературе определениям, под профилем далеко не все понимают одно и то асе (Кпсх,19б5| И^араїі-іск »1971; Розанов,1975,1983).Весьма привлекательная идея решения этого ' круга вопросов с позиций концепций почвенного индивидуума, судя по литературным данным, наталкивается на многочисленные трудно -ста,, среди которых наряду о техническими- сложностями немалую - роль играет и спорность теоретических предпосылок определения почвенного индивидуума (в частности педона) , учитывая, что он должен обладать всеми (?) свойствами почш ( Кпох,19б5і ТГва-»ат-Ъек»,1966(ЗсЬ«111»в,1970; Козловский, 1970,1976,1978; и др.).

Трудности в решении перечисленных вопросов в значительной . мере проистекают по причине отсутствия не вызывающей сомнения ' дискретности почвенного покрова (на уровне,соответствующему пе-дону), т.е. физическая непрерывность-трехмерного природного почвенного тела, которой соответствует непрерывность в изменчивости ее состава и свойств.

В отсутствии простого и естественного критерия повсеместно пригодного для выделения почвенных индивидуумов в* качестве представителей конкретных почв в непрерывности почвенного покрова, решение, вопроса, что относить к. атрибутам почш, а что считать принадлежностью почвенного^ покрова, мсяет быть только условным. Нами предлагается (94) в трехмерном пространстве почвенного покрова вертикальную составляющую в" непрерывности состава и свойств понимать как профиль (в узком смысле), характеризующий почву в данной точке почвенного покрова, горизонтальные же составляющие в полной мере относить к характеристике почвенного покрова.

Разделение признаков на профильную и почвешо-покровную составляющие, конечно, очень условно, поскольку профиль ц почвен ный покров представляют ¿обой единство, а такая важная характеристика любого профиля как горизонт... лое строение может появиться лишь в качестве результата расчленения толщи почш на" горизонты, что принципиально возможно сделать лишь в пространстве почвенного покрова »поскольку и горизонты и границы мевду ними — образования -:вдольповерхностные.

- Поскольку любая характеристика состава, и свойств почш в некоторой точке предполагает необходимость усреднения признака в пределах какого-то пространства, то физически профиль должен представлять собой вертикальную колонку почш с поперечным сече-.

кием такой формы и размера, которые соответствуют горизонтальным

*

параметрам ЭО.Поскольку эти параметры зависят от способа опробованиям могут существенно меняться, то. в каждом конкретном слу -чае переход от профиля к почвенному покрову будет происходить в неодинакошх масштабах- пространства,определяясь способом опробования. ■

Если все особенности вдольповерхностной.изменчивости состава и• свойств почв относить к атрибутам почвенного покрова,а профиль почш считать физическим представителем почш в данной точке почвенного покрова, то можно считать, что именно профиль^в вше упомянутом понимании может рассматриваться в качестве объе-' кта почвенных классификаций (по крайней мере, субстантивных ба — зоиых классификаций), что практически и имеет место в настоящее ' время. ' . - _

Известно I что физическая непрерывность почш является причиной известной произвольности отбора образцов разной форма и раз-мера;С другой стороны, особенности информации, получаемой при опробовании почв, не независимы от того* что собой представляет ЭО. При разработке проблемы классификации и диагностики почв,это . особенно важно иметь в виду, так как количественная характеристика каждого класса должна отираться на данные, относящиеся к сходным или одинаковым пространствам усреднении. Отсюда следует необ- -ходимость какой-то регламентации ферма и размеров тех колонок почш,которые в результате анализа дадуу информацию о профилях почш.

Геометрические параметры колонок почш как объектов кд^сн-.. фякацки (стандартных профилей), целесообразно устанавливать, исходя не только из потребностей анализа образцов, но н из учета ' удобства диагностики почв и требований к пространственной разрешающей способности классификации почв (объект классификации - не должен быть больше наименьшего заслуживающего самостоятельной ■ диагностики объекта). В качестве первого приближения, удовлетворяющего высказанным требованиям, объектом классификации и диаг-' ноотпки можно считать стандартный профиль в виде вертикальной колонки почш с наибольшей протяженностью вдоль поверхности 10 см, хотя л "не исключено, что изменение линейных размеров сечения в 2-3 раза в большую или меньшую сторону в значительном числе случаев принципиального значения мажет не играть (00,94).

Предлагаемый нами подход к разграничению почв (в конкретном их проявлении) и почвенного покрова на основании разделения трехмерной непрерывности состава и свойств почв на вертикальную,

характеризующую почш,и вдолъповерхностую, характеризующую поч -венный покров, составлявше в силу своей альтернативности не только сокращает круг спорных вопросов (в той числе и методических) вокруг этой проблемы; но и сводит к минимуму ломку сложи шихся, (хотя и не всегда достаточно четких) представлений о почвах, почвенном профиле, почвенном покрове и объектах почвенных класси- ~ Фикадай. .

8.2. Почвенный покров ка^ двумерное пространство профилей. Если рассматривать каждый профатль как некую целостность,■физически представляющую собой колонку с вертикальными стенками от поверхности до нижней Гранины почш и занимающую произвольное положение в пространстве почвенного покрова, то почвенный покров можно представить в виде бесконечного множества профилей, размещенных в двумерном пространстве. Если в так сад множестве согласно тому или иному критерию (классификационная принадлежность профилей, градиент свойства или свойств и др.) провести границы, то они повсеместно будут представлять собой вертикальную поверхность,поскольку пробили целостны л вертикальны. Подобные границу нами названы* границами первого рода пли профильными гра:тца\га.Разделяе-ше такими границами тела всегда тлеют вертикальные бокоше, по — перхности и могут быть названы телами Х-го рода или,поскольку они представляют собой подмножества профилей, -профильными поч -венными телами (ППТ) (85).

Хотя все понимают, что далеко не все ПИТ'заслуживают само -стоятельного выделения в пространстве почвенного покрова, а лишь те, линейная протяаещюсть которых вдоль ПОВерХНООТИ не слишком мала, критерии оценки "предела детальности почвенной съемки" (Прасолов, 1927) до сих пор практически отсутствуют, если не считать предложения минимальный размер ША ограничить десятью почвенными индивидуумами (Сорокина,Х977). Сама по себе идея связать такой, критерий с вдатьповерхностной изменчивостью, состава и свойств почв весьма заманчива, однако трудности теоретического обоснования критерия и практической его реализации слишком велики, чтобы этот критерий оказался пригодным для широкого употребления. . -

Нами вперше -высказано предложение »линимальную линейную протяженность заслуживающих самостоятельного выделения ППТ связать ■ с мощностью К, где Н есть суммарная моэдость горизонтов А+В,приняв в качестве условного -минимума протяженности {¡Г (Н измеряется в метрах) (80,85,94). ' ..

8.3. Почвенный покров как тоехметзное пространство "точек". Представление почвенного покрова в виде трехмерного пространства "точек" (например,теоретически шслттнх "точечных" 30) исиользу-ется при расчленении толщи почш на горизонты. Наш шерше по -казано, что с использованием тех или иных критериев (например, градиентных) ^ толще почвенного покрова как тредлерном пространстве можно ваделить ос5разования и надгорпзонтного уровня организации, содержащие полный набор горизонтов ила лишь часть из них. Проведение границ в толще почвенного покрова при этом не обременено условием целостности профилей, в силу чего положение границ в пространстве почвенного покрова мояет сколь угодно сально отличаться от вертикального положения. Такие границы наш названы границами 2-го рода шщ непрофильными, а разделяемые такими границами тела - тепами второго рода или непрофильными почвенными ■телами (НПТ) (85). Необязательность вертикальности границ 2-го рода определяет принципиальное отличие НПТ от ШТ, с которыми, почвоведы обычно имеют дело. Среди ИПТ наш щделеш четыре их вида в зависимости от их расположения по отношении к поверхно -сти и нижней границе почш (85): а).гологеодермалыще (сквозные) у которых верхняя и нижняя границы соответствуют поверхности почш и ее нижней границе (большинство ШТ, повпдимому,относится к этому щду); б).эпигеодермальные (приповерхностные), нижняя граница которых проходит шше нижней граншда почш (в результате внвалов деревьев часто формируются подобного вида НПТ); в).гило-геодерталыше (првдоняые), у которых верхняя граница проходит, ниже поверхности почш (такие НПТ могут быть связаны с литологи-ческой неоднородностью почв); г) .внтрагеодерналыше (внутрипоч-венные)', когда ни верхняя, ни нижняя гракида НПТ не совпадают с соответствующими границами почш (могут возникать в результате развития ветровальных комплексов дли являться результатом лито -логической неоднородности в пределах почвенной толщи).

Шолне возможно, что многие ППТ (например элементарные почвенные ареалы) могут практически сошадать в своих границах с некоторыми гологеодермальными НПТ, однако между выделенными нами ППТ и НПТ существует принципиальная разница, связанная о необя -зательностью вертикальности границы второго рода,что отличает их от границ первого рода, и с не возможностью использования в качестве критерия наделения НПТ почвенно-классифакаадонных критериев в основе которых- лежит принцип целостности почвенного профиля.

Вы води : ^ '

I,Лросгранственаая неоднородность состава исвоЁств почвы является специфическим закономерным природным явлением,играющим определенную роль в жизни почш как естественно-исторического тела и как компонента естественных и искусственных БГЦ^Неодно -родпость требует специфических методов исследования.и учета при решении различных вопросов в области теоретического и прикладного почвоведения. .

.2.В пределах небольших участков почвенного покрова с линейными размерами, соответствуотсши размерам обычных разрезов, степень варьирования отдельных признаков обычно соизмерима с варьированием "тех же признаков на территориях во . много раз большей площади.Это может рассматриваться как свидетельство того,что локально действующие природные факторы дифференциации состава и свойств,почв по своей мощности и результативности близки к факторам дифференциации, проявляющим себя на многие порядки больших по размеру пространствах.

3.Изменчивость, состава и свойств по профілю почв не всегда находится в строгом соответствии с морфологической организацией ночщ, в силу чего максимальные скорости изменения признаков по профалю не всегда в точности соответствуют границам между морфологическими горизонтами, а экстремальные.градиенты признаков нередко наблюдаются в пределах морфологически однородных горизон -тов (преимущественно верхних); '

4.В пределах небольших участков (с линейной протяженностью, до десятков метров) на фяссированных глубинах вдоль поверхности генетически'однородного почвенного покрова поведение отдельных признаков монет отличаться по наличию и шраженности тренда и по длине наиболее характерных периодов в пространственной изшнчи -' вости состава и свойств почв. Частотная структура изменчивости о глубиной у разных признаков может меняться по-разному.II то, и другое отражает определенную независимость вдодьповерхностной изменчивости состава и свойств почв от особенностей их морфологической организации.

5.В комплексном почвенном покрове сухой степи на фиксирован ных глубинах положение максимумов скоростей изменения разных при знаков вдоль поверхности может не рошадать меезду собой и с границами меаду таксономически разными почвами.С глубиной положение максимумов скоростей изменения признаков нередко имеет тенденцию смещаться под одну из-почв (в саЗтонцовом комплексе Джашбека - в

•сторону лугово-каттановойлочш).

6.Б принадлежащих почвенному объекту индивидуальных образцах,как и в смешанных, всегда осуществляется усреднение свойств и состава, которое может иметь ках аддитивный, так и неаддитив-ш1й характер, а поскольку результаты усреднения зависят от особенностей элементов опробования (размера и формы образцов, ото-" соба приготовления смешанных образцов а пр.), то результаты анализов состава и свойств почв, а соответственно и характеристика почш как объекта исследования,зависят от того, что собой яред-ставллэт элемента опробования. Зависимость результатов от осо — бенностей элементов опробования означает необходимость опреде <- ■ ленной стандартизации этих элементов в рамках решаемой задачи ' или проблемы.

7.Без характеристики воспроизводимости (сходимости) используемых методов анализа трудно судить о природе пространственно^ го .варьирования изучаемых признаков и причинах обнаруживаемых различий между сравниваемыми объектами при бесповторностном их анализе. С другой стороны, требования к точности анализов определяются не только целями проводимого исследования,но и пространственной вариабельностью изучаемого^признака в пространстве, объекта. Располагая сведениями о воспроизводимости методов,априорной информацией о пространственном варьировании признака и трудоемкости отельных этапов анализа для заданных целей иссле -

-дования можно оценить повторность опробования объекта .целесообразность отбора смешанных образцов и кратность смешения, целесообразность повторного анализа•образцов и определить предпо -чтительность того или иного способа анализа.

8.Разработанные методы хемогра£ического анализа неоднородности; свойств почв (К1-восстанавливаемсоти, содержания окиспых и закпсных форм железа, путей миграции жидкой влаги) позволяют последовать размеры и ферму элементов организации по соответствующим признакам и топологию их размещения в почвенном пространстве с детальностью и разрешающей способностью,- которой не обладают другие методы анализа.Ка основании исследования морфологии путей миграцси_жидкой влаги предложена типология морфологии впитывания инфильтрации и шделены икфильтрационный, инфлюкцпонный и' квазиинфлкквионвый .типы впи-гаваная влаги в сухую почву и инфиль-традаоиный, инфлюкпионный а сешинфильтрационный типы с[ильтра-щи вода через влажную почву*

9. Апробирована применимость и показаны интерпретационные

возможности ряда статистических методов для анализа данных в . экспериментальном почвоведении.Показана принципиальная допустимость опробования почв вдоль линий фиксированной глубины, обеспечивающая возможность широкого использования различных стати -стических методов для анализа данных.Разработаны и испытаны методы анализа пространственных последовательностей данных с ис -пользованием принципа скользящего окна.позволивше отыскивать положение границ между элементами неоднородности в пространстве почвенного покрова.

Ю.Предложено понимать под почвенным' профилем (в узком смысле) вертикальную составляющую в непрерывности ^состава а свойств трехмерного почвенного покрова. Физически профилю соответствуют вертикальная колонка почш с поперечным сечением такой формы и размера,в пределах которого усредняются'свойства и сос -тав почш вдоль поверхности. Горизонтальные составляющие в трехмерной непрерывности признаков предлагается в полной мере отно- * сить к особенностям почвенного покрова.Профиль (Характеризующий почву в данной точке почвенного, покрова, может шступать в на -честве объекта почвенных классификаций и диагностики.В этом случае геометрические параметры "физического профиля (и элемен-тбв опробования) требуют стандартизации.

II.Почвенный покров с равным основанием может рассматриваться и как двумерное множество целостных вертикальных профилей, и как трехмерное пространство "точечных" элементов организации.В соответствии с этим .граница .проводимые* в почвенном покрове,могут быть либо строго вертикальны '(границы 1-го рода) .либо сколь угодно отличны от "вертикального положения (границу 2-го рода). Это позволяет ввести представление о двух принципиально разных классах почвенных тел недгориэонтного уровня организации: о профильных почвенных телах (ППТ, телах 1-Го рода) как пространственно целостных подмножествах профилей и с непрофильных почвенных телах (НПТ, телах 2-го рода) как подмножествах "точечных" элементов, организации.В зависимости от положения верхней и нижней границ такие НПТ могут быть отнесены к гологеодермальным (сквозным), эпигеодермальным (приповерхностным), гипогеодермаль-ннм (придонным) и интрагеодермалышм (внутрипочвенным).

* Опубликованные работы по теме диссертации.

(звездочками оі"'єчсм"і работы,быколнєнезіє в соавторстве; учас—

тне Соавторов до 20%, участие соавторов от 20 до 00%).

1. Об оценке относительного разнообразия исследуемого свойства и определении поісазатедя относительной вероятной погрешности. &стіші ЦГУ,сер.У1(19СЗ,Й 5, с.51-58.

2. О возможности статистической оценки точности результатов анализ об,проводимых без повторностей. Биологические науки, ■1964 4, с.197-201. . ^ .

3. Некоторые вопроса планирования экспещмента,С б.Первая годичная научная отчетная конференция,Биолого-почвенный &-т, изд. ШУ ,1964, о»294-296. * ■

4. К вопросу об определении доли различных площадей на почвен-ш її некоторых других картах.Почвоведйоїе, 1965, й &, с.

- 99—Х09*

. 5? Уотраненае некоторых"недостатков метода подсчета почвенных микроорганизмов чапечкым методом,Сб.: Рейераты научных сооб-щений.По материалам 2-ой годичной научной отчетной конференции биолого-почвенного ф-та,изд.ГЛГУ, 1965, с.245-246.

6, Об оценке связи меЗДу природными образованиями, ото браке яшма-на картах.Тезисы докладов на Ш Всесоюзном делегатском • съгзде почвоведов,Тарту,1966, с.299-300. -

■7. Особенности статистического распределения водопронзцаекос-тей.Тезисы докладов на Ш Всесоюзної,! делегатской съезде почвоведов, Тарту, 1966 , с.23.

б?31 Эффективность влияния некоторых' полимеров на урокаії ячменя. Вестник ЩУ,сер.УІ,1966, с.93-104. '.-.-.

9?3 К вопросу об использовании методов математической статисти-г ки в Физической географии.Известия ВГ0Д966, т.98, вып.1, с.45-47. - - ■ "

Ї0?2 Влияние способа подготовки почш к кикробиологическому анализу на количественный учет бактерий. Микробиология, 1Э66, т.35,вып.2, с.320-336. .. ^ ?

11. Об определения необходимого числа повторностей в экспериментальной работе почвоведа. Вестник МГУ,сер.УІ, 1966, її 4, О.І08-ІІ8.

12. Использование вариационно-статистических методов при изучении физических свойств почв. Сб.: Агрофизические метода исследования почв, "Наука", 1966, с.240-255.

13? О точности механического анализа почв методом пипетки.Вестник ІДГУ,сер.УІ, 1967, І* 4 С.І09-ІІ6.

І4?2 О связи механического состава почв дельты Терека с их ге-■ нетичешдаш особеїгаостяш.Биологические науки,-1967, #5, с.142-146.

15? Об асимметрии в распределении водонрошвдаемостей. Почвоведение,1967> 5, с746-54.

16. О математических методах в почвоведении. Биологические науки,1967, & II, с.127-135.

17. ' 0 возможности использования непараметрическоК статистики в

■ почвоведении. Сб.:Первое региональное совещание почвоведов

' северо— и среднетаежной подзон Европейской части СССР*Пет-розаводск,1Э68, с.315-316.

■ 13. Об использовании корреляционного анализа при работе о кар-

тами. Почвоведение,1968, й 4, с.44-54.

19? К объяснению причин асимметрии в распределении водопроницаемо стей. Почвоведение, 1968, И 7, с.93-102.

гО?2 Точность методов валового анализа минеральной части почв. Почвоведение ,^1968, Л 10, с.65-72.

'- 21. ' О природе ошибок результатов анализов и их-оценке* Сб. ;Ме-- то^,ы^о^едел|ния микроэлементов в природных объектах,изд.

22. О доверительных границах случайной величины. Биологические науки, 1969, Д_9, с.155-159.

23. 'Об оценке связи между качественными признаками.отображен- ' ными на картах. Труда МОШ, т.34,. 1970,с.6&-93.

24. Об использовании дисперсионного анализа при изучении прост. ранственной вариабельности свойств почв. Сб.:Закономерности

пространственногбЬарьирования свойств почв п информацяонно-статистические метода их изучения,"Наука",1970, с.81-94.

- 25* О статистическом расчленении неоднородной совокупности на * подсовокупности. Сб.¡Закономерности пространственного варьирования свойств почв а информационно-статистические методы их изучения."Наука".1970, с.183-193.-

26* Об оценке достаточного объема шборочных наблюдений. Там же, . с.200-209. . \

27. О некоторых статистических методах изучения водопроницаемости. Тезисы докладов 1У Всесоюзного Делегатского Съезда почвоведов, кн.1, Алма-Ата ,1970, с.91-92. .

28.- К изучению пространственного распределения некоторых псданта;-ных соединений в профиле почв. Почвоведение, 1971, № 7, с. 143-147. ■ - '

29. К методике палевой визуальной оценки характера изменчивости некоторых свойств почв в пространстве.- Тезисы докладов П-го

совещания по структуре почвенного покрова и методам ее и с следо-. вания, М.,1&71,с.50-51.- -

■ 30* К методике полевого изучения путей передвижения в-почве ЛИД-

кой влаги, биологические науки,1971, К 5,с.125-127.

31. Об использовании математической статистики в почвоведении. Почвоведение, 1972, ¡г 5,с.124-131. •

32. Математическая статистика в почвоведении. Изд.МГГ,1Э72, . 290 с. ■ . -

33? Об определении* объемного веса в тонких слоях почш. Вестник МГУ, серия 71,1973, Л I,с.77-83. •

34?* о точности почвенных и агрохимических исследований. Почвовед* ■ ■ дение,1973, Й 8, с.39-52.

35. Способ определения .» передвижения воды в почве. Авторское свидетельство № 378753. ' ,

36.- К методике полевой шзуальной оценки характера изменчивости некоторшс свойств почв в пространстве. Сб. ¡Структура поч -

веяного покрова и метода ее изучения.Труды Почвенного ин-та, . 1,1., 1973, с.112-118. ■ ■

37. Аналитические погрешности и их оценка. Сб. :Нетоды ©пределе -ния микроэлементов в почвах,растениях и водах",М.,"Колос", 1974, с.264-283. ' -

ЗЕЙ2 Об использовании слтча&шх Функций при изучении почвенного покрова. Вестник ЫГГ.серид, У1; 1974, И 3,с.43-53.

39. К отысканию граничных значений признака и пространственного положения границ между природныш образованиями на местности. Биологические наука, 1975, 8, с.121-130

40? О путях передвижения впитывающейся в почву влага.' Сб. Лроб-■ лет сельскохозяйственной науки в Московском Университете, изд.ЦГУ,1975, с.123-126.

41? О пространственном варьировании содержания обменного кальция в дерново-подзолистой почве пей ельником. Биологичео-- кие науки, 1975, Л II, с.112-118.

42.' О статистическом критерии оценки гранитных значений признака и пространственного положения границ на местности. Бюллетень Почвенного ин-та ем.В.В.Докучаева, шп.Х, Ы.,1975

43?х> Сравнение двух методов определения подвижного алюминия в сильнокислых почвах и горных породах.. Сб.:Рекультивация земель, Тарту,1975, с.258-262.

44. Некоторые статистические аспекты шбора оптимального метода анализа. Проблемы аналитической химии» т.Ш.,1976^

45. Использование статистических методов при проведении режимных наблюдений. Сб. :Принцппы ■ организации и методы стационарного изучения почв, "Наука"",1У76, с. 302-412. ■■

46? Детальный анализ изменения некоторых физических свойств по ^эо^идв дерново-подзолистых почв. Вестник МГУ, серия 7Т,

47. О некоторых статистических понятиях при исследованиях .и трактовке результатов в экспериментальном почвоведении*' Почвоведение, 1976, А 2, с.115-125.

48. Детальный анализ изменения механического состава в верх- * них горизонтах дерново-подзолистой почш. Вестник ШУ,се-

- рия УХ, 1976, й ЗГ с. 106-1X8. ,

' 49?1 Неоднородность почвенного' покрова в лесных' ЕГЦ и роль ветровала в ее формировании. У-ый Конгресс Югославского Общества Почвоведов, Сараево, 1976, с.131-135.

50? Радиус корреляции и расстояние условной независимости.Сб.: Применение математических методов и ЭШ в почвоведении, МГТ1376, с.32-34.

51? К вопросу об эргодичности пространственных изменений свойств почв., Сб. ¡Применение математических методов и ЭШ в- почвоведении, и. ,1976, с. 34-35.

52?* Роль -ветровала в формировании СШ. Тезисы докладов 3-го ' совещания по структуре почвенного покрова, м. ,1976, с. ■

53? Пространственная изменчивость некоторых свойств в профиле дерново-подзолистой почш под лесом. Там же, с.31-33.

54. Некоторые особенности формирования поверхностей сыачива-

ния при дождевании (модельные опыты). Почвоведение, 1976, № 10, с.37-46.

55Р Об ошибках метода инфракрасной спектроскопии при исследо-' ванин твердых фаз почш. Вестник МГУ,серия биология,почвоведение, 1976, й 6, с.90-99.

56?^ Некоторые закономерности статистического-распределения значений влажности почв. Почвоведение, 1977, Ä 3, с.135-141. . , ■

57. Полевой почвенный пантограф. Почвоведение, 1977, № 9, с. ,147-149.

5§хх оц the origin of tb« soll mantle beterogenety in forest blogeoeoenosee.Problems of soll ecieace.Soviet penologists to tu« 21 lat.Congr.of Soil Science,"ffeufca",!!., 1977, . p.371-381.

59p- 0 происхождении неоднородности почвенного покрова в лесных биогеоценозах. Сб.¡Проблемы почвоведения, изд."Наука" ,М., 1978, с.212-217. < . ■ ■

60F Возрастные изменения елошх швалов в пихтоельнике осочко-во-липняковом Васиыского заповедника. Сб.¡Информационные материала Средне-Уральского горно-лесного Биогеоценологи-ческого стационара по итогам 1976 г. »Свердловск, 1978, с* 44-47. ,

611х 0 лдаиие сцентно-дакроскопиче ском изучении почвенных микроорганизмов. аШкробиология, 1978, т.Х УП,вып.6, C.I09I-ID96.

62?* Роль швалов в формировании структуры почвенного покрова. Сб.¡Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов."Наука"; U. ,1978, с.37-43.

63? Пространственная изменчивость некоторых свойств в профиле дерново-подзолистой почш под лесом.' Там же, с.61-65.

64? Детальный анализ изменения объемного веса и удельной поверхности в дерново-подзолистых почвах под лесом. -Почвоведение, 1978, * II, с.147-157.

65. Рецензия на справочник: И. А. Крупе дико в ,Т.Б.Махлин, 3. И. Поляк ,И. И. Щлихина.U.Энтензон "Статистические параметры состава и свойств почв Ыолдаин?",Кишинев,"Штиинца",1978. Почвоведение, 1979, й I,c.I55-I57.

66? Квазипериодичность в'изменении некоторых свойств дерново-подзолистой почш под ельником. Биологические науки, 1979, ' й 4, с.92—97. - ...

"67? Влияние швалов деревьев'на почвенный покров. Почвоведение, ^ Ji о* Х34в142в

68?* Воспроизводамость энергодисперсионного рентгенофлуоресцент- ' ного метода анализа в связи с изучением валового состава почв. Биологические науки, 1979» № 10, с.91-96.

695х Роль швалов в Формировании почвенного покрова в лесах.Б книге{Генезис и экология почв Центрального лесного Госу- -дарственного заловеднлка,!Л."Наукаи,1979, c.III-120.

7üix Распределение и свойства железисто-марганцовистых новообразований почв.Там же,с. 130-148.

7I?2 Почвето-биогеодекотическде исследования в лесных биогеоценозах. Изд.(ЛГУ, 1980, 158 с.

72? Объемная плотность верхнего слоя' дерново-подэолистой почш и ее связь со структурой (лесного Сиогеоценоза).Почвоведение,1980, ft 4, с.Ш-Sl. ,

73. Методические и генетиче at ие аспекты исследования границ

между почвами в почвенном покрове. Сб.; Структура почленно го покрова и ее значение для картирования почв,учета и использования почвенных ресурсов,Кишинев,1980, с.8-Ю.

74? Пространственная неоднородность влажности почв в ельнике -волосастоосоковом.Биологические■науки,13809,с.100-106.

75? Применение методов математической статистики в почвоведении мелиорации и-сельском хозяйстве (методические указания). М.-Новочеркасск, I960, 57 с. *

"76?* Организация дерново-подзолистой почш и структура лесного биогеоценоза. Сб. : Структурно-фуЕкшоналъкая организация биогеоценозов; "Наука* ,М.,1980, с.184-219.

77. Методологические аспекта использования математической стаР.

- тистикя в почвоведении. Сб. : История и методология естественных наук. Нш.ХХІУ. Почвоведение. Изд.ШТ,1980,C.Ê2-7I.

73? Некоторые физические свойства морфонов и морфологических элементов дерново-подзолистой почш. Почвоведение, 1981, ßf, с.75-85. - . .-

79? демографическое изучение распределения закисного железа в почвах. Вестник ШУ, сер.І7, почвоведение, 1981, Ні, с.19-25. . ■ * ' г

80. Дискретность и непрерывность объекта классификации почв. Всесоюзная конференция' "Теория классификаций и анализ данных", Ч.І, Новосибирск,1981, с.77-79,

81?* Квантпльное представление данных в почвоведении.Сборник научных трудов Почвенного института им. В.В.Докучаева ТІочвен-ные^и^аг^охимические исследования с применением ЭШ", 1981,

82? Напорное впитывание влаги в вертикально-слоистые колонки (модельные опыты). Биологические науки, 1981, J6 II , с. 92-94.

' 83. KoTeeent epeeieflcltiea of moisture BO&king and filtering through soil.Abstracts,Voluntary papers. 12th Intern.Cou^r. of Soil Science,Mew Delhi,India,8-16 Pebr.,1992,p.4.

84? Химические особенности почв и их связь с микрорельефом .растительностью и морфологией почв в солонцошх комплексах сухої степи.Научные основы и практические приемы поеыг ния плодородия почв Шного Трала и Поволжья.Тезисы до ладов X научно-производственной конференції почвоведов агро-

- химиков и земледелов Шного Урала и Поволжья,Уфа, 1Ье2, с. 59--60. •

S5. О некоторых понятиях организации почвенного покрова.Ком- . влек сны е биогеоценотические исследования в Центральної* ■ лесном заповеднике за 50 лет.Тезиса докладов научной кон- ференции 27-29 июля 1982 г. U.,1982, с. 23-25. - . -

86? Пространственная изменчивость содержания гумуса в дерново' - , 50

подзолистой почве в области перехода между двумя парцеллами ельника. Биологические науки, 1982,JÍ-9, с.98-103.

87Скорость почвообразования в лесных биогеоценозах.' Сб. ¡Проблемы; почвоведения. "Наука", M.I982, с. 121-125.

. 88? О возможности пошшепия чувствительности пламекаофотоыетри-че ского анализа путем введения в анализируемый раствор спирта. Биологические науки, 1982, И 8, с.ЮВ-108.

бЭ?* Метод скользящего окна для анализа пространственных и временных последовательностей признаков. Ноше приборы,устройства,методики,материалы и технологические процессы(разработанные учеными ШТ", предлагаемые для внедрения в народное хозяйство и науку.Изд.МГУ, 'Д.,1982, с. 10. -

90?2 Метод квантилей для обработки данных.Там ate, c.II.

91? Морфологические особенности перехода почв в- комплексном почвенном покрове сухой степи. Вестник МГУ ,сер.Почвоведение;

) 1983, № 2, C.-II-I9.

92^ Метод квантилей в исследовании изменчивости свойств почв. Почвоведение, 1983, Л 2, с.125-134.

93. О почвенных горизонтах. Почвоведение, 1983, tí 7, с.100-107.

" 94* Непрерывность почщ и проблема объекта почвенных классифи- . кадий. Вестник ЫГУ.сер.Почвоведение, 1983, л 3, с.10-19.

95?* Пространственное варьирование соде!оания гумуса в дерново-подзолистой почве. Биологические науки, 1983, J& 6, с,92-97.

96? Изменение содержания гумуса в солонцовом кошлексе сухой степи и границы между . -почвами. Почвоведение,1983, ¡i II, с 127—131. 4 -

шдагошо к new» Of. //. t$.

і- W3Ï »чи» €0*9C/((f Erwn TMK.jvS

Уож. BVI. 3J Уч.-шэд. I. 3t1S

Тжрм -ІОО на. Sum ЛЯХ

llimtiun» Иоомкдаго пш|яма Ю3009, Косіше, ті. Ґвцни», 5/7. йшМп Й57-М КЕТ. Ммпі, Ігатоп* Ічзрм