» » Морфологический анализ почвы

Морфологический анализ почвы

Предлагая вниманию читателя общие методические основы морфологического анализа почвы, оговоримся, что они даются здесь в аспекте содержания данной книги, т. е. с точки зрения исследования генезиса почв и диагностики процессов почвообразования. Важно подчеркнуть, что предлагаемые методические подходы не призваны заменить существующие пособия и указания по почвенной съемке и полевым почвенным исследованиям, а, наоборот, должны дополнить их в аспекте проведения глубоких почвенно-генетических исследований на базе морфологического анализа почвы. Морфологический анализ почвы, как и всякий научный анализ, должен быть всегда целенаправленным и соответствовать общей задаче каждого конкретного исследования с тем, чтобы сосредоточить внимание исследователя на наиболее существенных в данной задаче вопросах. Этот анализ требует, прежде всего, непредвзятого творческого подхода, привлечения профессиональных знаний специалиста, а часто и изобретательности. Внимание должно быть обращено на мельчайшие детали морфологии, которые так много могут сказать о генезисе почвы и ее особенностях при достаточно тщательном исследовании. Рутинный подход, схематичность, шаблон здесь совершенно недопустимы. Исходя из концепции уровней структурной организации почвы, концепции сопряженного макро-, мезо- и микроанализа, концепции элементарных почвенных процессов, морфологический анализ должен строиться с целью выяснения значения и генетического смысла тех или иных морфологических признаков. Особое внимание должно быть обращено на новые для исследователя признаки, значение которых неизвестно. Анализ должен строиться с учетом разных структурных уровней организации почвы, с применением разных подходов и методов в иерархии уровней структурной организации. Целесообразно выделить ряд этапов морфологического анализа, последовательное проведение которых позволит вскрыть и детально описать всю картину почвенной морфологии.

Выбор места разреза

Казалось бы, этот этап не входит в программу собственно морфологического анализа почвы, а больше относится к географии почв на уровне исследования почвенного покрова. Это не так. Выбор места разреза имеет самое непосредственное отношение к изучению морфологии почвы, имея в виду соотношение размеров и положений почвенных индивидуумов и соответствующих элементарных почвенных ареалов. При очень малых размерах элементарных почвенных ареалов, при малых размерах почвенных индивидуумов, при сложном строении почвенного профиля тщательный выбор места разреза и его достаточная ширина служат гарантией обнаружения полного и репрезентативного профиля исследуемой почвы. Идеалом в подобных трудных случаях была бы достаточно длинная траншея, а не обычный разрез, поскольку в траншее можно очень точно определить размеры и положение почвенного индивидуума для каждой входящей в комплекс почвы. Однако это не всегда возможно вследствие большой трудоемкости глубоких траншей. Разрез является главной формой исследования почвенного профиля. Правильному выбору места разреза способствует изучение почвенной поверхности. Все ее формы в пределах элементарного ареала должны быть пересечены разрезом, что особенно существенно в случае сложных почвенных поверхностей. Имеются в виду регулярные формы поверхности, а не случайные микроповышения, понижения или иные формы, которые характеризуются специфическим почвообразованием по сравнению с основной поверхностью. При ровной трещиноватой или волнистой поверхности передняя стенка должна пересекать как минимум два полных элемента неоднородности, а лучше — двойной их набор, имея в виду природную вариабельность признаков и необходимость изучения их полного цикла в профиле. При рассмотрении и анализе почвенной поверхности и микро- или нанорельефа, выбирая место для разреза, необходимо убедиться в том. что разрез будет пересекать элементы неоднородности одного почвенного индивидуума, а не разные почвы микрокомплекса. Особую осторожность необходимо соблюдать в этом отношении в тундрах, полупустынях, сухих степях, в условиях западинного рельефа, когда разные почвы сменяют друг друга на незначительных расстояниях, а линейная протяженность по горизонтали почвенных индивидуумов измеряется всего несколькими десятками сантиметров. В этом случае, конечно, почвенный разрез может вскрыть и комплекс разных почв, но исследователь должен ясно сознавать и учитывать данное обстоятельство, исследуя в одном разрезе ряд сопряженных в едином комплексе почв и выделив соответствующие почвенные индивидуумы. Естественно, при таком исследовании каждый из сопряженных почвенных индивидуумов комплекса должен быть подвергнут самостоятельному морфологическому анализу. Анализ границ почвенных индивидуумов в микрокомплексе будет представлять особый интерес, как с точки зрений исследования почвенного покрова и его структуры, так и с точки зрения изучения каждой входящей в комплекс почвы и генезиса данного комплекса в целом. Обычно в руководствах по почвенной съемке и полевым исследованиям рекомендуют разрез закладывать так, чтобы его передняя стенка, предназначенная для описания, была обращена к солнцу. Эта рекомендация хороша не для всех случаев; в частности, в яркий солнечный день под пологом леса целесообразно сделать наоборот, чтобы избежать солнечных бликов, метающих правильной оценке цвета почвы и исследованию деталей морфологического строения, особенно мелких новообразований. Выбрав место разреза и приступив к его заложению, почвовед заполняет первую страницу полевого дневника. В целях детального генетического анализа почвы мы не советуем при этом использовать существующие стандартные формы, рекомендуемые в почвенной съемке, поскольку они слишком схематичны. Лучше использовать простую общую тетрадь (в клеточку) или иной подходящий материал для записей. Важно не упустить из описания все существенные детали окружающей среды, так или иначе влияющие на почву и являющиеся факторами ее генетической специфики. Однако какая-то форма записи необходима как методический способ унификации описаний и гарантии их достаточной полноты. Общий характер условий среды (степень гидроморфности, дренированное, эродированности, опустыненности, остепненности, поемности, окультуренности, нарушенности, влияния разных форм человеческой деятельности) Иные замечания (любые иные сопутствующие наблюдения, имеющие, по мнению исследователя, отношение к почвообразованию в данных условиях)

Заложение разреза

Глубина разреза определяется мощностью исследуемой почвы, особенностями почвообразующих и подстилающих пород, наличием грунтовых вод, целью исследования, физическими возможностями и вооруженностью исследователя. Мечта каждого почвоведа — иметь как можно более глубокий при данных условиях разрез, вскрывающий не только всю почву, но и подпочву на возможно большую глубину. Второй момент, на который надо обратить внимание при заложении разреза, — это достаточное рабочее пространство в его нижней части. Опыт показывает, что это обстоятельство очень существенно для правильной характеристики мощности почвы, ее нижней границы, определения горизонта С, вскрытия горизонта D, определения глубины проникновения отдельных процессов почвообразования, особенностей почвообразующей и подстилающей пород. Множество ошибочных суждений и выводов известно в истории почвоведения из-за пренебрежения детальным исследованием нижней части почвенного профиля вследствие «экономии сил» в нижней части разреза, когда почвовед физически не может исследовать почву в стенке разреза, а вынужден довольствоваться маленьким образцом, добытым лопатой или ножом со дна небольшого углубления внизу. В исследовании генезиса почв нижняя часть профиля столь же важна, как и его верхние горизонты. Третье обстоятельство — это постоянное исследование морфологических признаков в процессе заложения разреза, когда он еще копается, а не только после скончания копки. Эта работа важна в двух отношениях. Во-первых, необходимо внимательно отмечать особенности сложения почвы при выбрасывании ее лопатой из разреза и в самом процессе копания (затраты усилий в тех или иных горизонтах). Это особенно существенно для правильного определения структуры, когда можно рассмотреть большую массу почвы непосредственно с лопаты, а не небольшой участок в стенке разреза. Кроме того, важно следить за появлением и характером новообразований, которые тоже хорошо прослеживаются в большой массе вынутого материала. Естественно, все эти наблюдения ведутся с учетом глубины и соответствующих горизонтов профиля. Опытный почвовед к моменту окончания копки разреза отметит и зафиксирует главные морфологические признаки и особенности почвы, которые затем нужно будет только сопоставить с соответствующими горизонтами и глубинами и дополнить выявленными признаками при детальном исследовании стенки разреза. Так что стандартная рекомендация «После того, как разрез готов, приступают к описанию почвы в разрезе» является не вполне точной. Во-вторых, в процессе копки разреза целесообразно на свободной поверхности близ разреза постепенно, по мере выбрасывания материала выкладывать полный профиль почвы с тем, чтобы к моменту окончания копки иметь уже несколько подсушенный материал для его описания в соответствующих горизонтах, что имеет существенное значение для характеристики некоторых морфологических признаков (окраска, новообразования, особенно присыпка и соли и т. д.). Такой выложенный из достаточно большой массы почвы профиль на поверхности помогает, в частности, в ряде почв контролировать правильность выделения горизонтов при постепенных переходах между ними, особенно в нижней части профиля, где условия освещенности всегда хуже.

Общий анализ почвенного профиля

Когда разрез готов и в процессе его копки отмечены главные морфологические особенности почвы в ее разных слоях, приступают к анализу строения почвенного профиля и его общей характеристике. Внимательно обследовав стенки разреза, выделяют и маркируют (ножом) почвенные горизонты, сменяющие друг друга в вертикальном направлении. При мозаичном профиле горизонты выделяются в соответствии с их мозаикой. Критерием для выделения горизонтов служит изменение одного или нескольких (как правило, именно последнее характерно для подавляющего числа случаев в природе) морфологических признаков: окраски, гранулометрического состава, структуры, плотности сложения, по-розности, характера новообразований и т. д. Для правильного выделения горизонтов и анализа их морфологии, особенно для установления границ и характера переходов между горизонтами, целесообразно часть передней стенки разреза отпрепарировать на всю глубину ножом для обнаружения естественной поверхности почвенных агрегатов. Вторую часть стенки полезно гладко срезать острым ножом (без заглаживания), что дает очень четкий профиль трещин, корней, новообразований, внутренних частей агрегатов, корочек, границ между горизонтами. При анализе морфологии почв полезно использовать оба приема препарирования стенки разреза. В полевых условиях при первом знакомстве с новой почвой не всегда можно правильно определить генетический тип того или иного горизонта. Поэтому не нужно стремиться поставить тому или иному горизонту сразу окончательный диагноз, т. е. определить его тип и соответствующий символ. Главное — это четко определить глубины (мощности) всех горизонтов, не пропустив ни одного горизонта или подгоризонта, включая переходные. Можно поставить обобщенный, предварительный индекс, например Е, а не более точный E1, E2 или ЕЗ. Окончательная индексировка может быть сделана позднее, иногда лишь после тщательного лабораторного анализа. Не надо торопиться с индексном ровкой горизонтов до окончания тщательного морфологического анализа; достаточно для начала отметить их последовательные глубины. Можно ограничиться примерным, полевым предварительным индексом, который будет уточнен позднее. Почвоведы в полевых исследованиях часто после выделения горизонтов в профиле сразу приступают к их детальной морфологической характеристике, упуская важные особенности строения профиля в целом, характерные для того или иного типа почвы. Этому, кстати, способствует и общепринятая форма полевых дневников, где главное внимание уделено описанию горизонтов и нет места для характеристики профиля в целом. Это ошибочный подход. Почвовед на основании своего опыта и профессиональных знаний должен сначала дать общую характеристику профиля, а затем уже переходить к детальной характеристике горизонтов. При этом важно отметить не только само строение профиля, т. е. деление его на горизонты, но и наличие и особенности тех или иных внегоризонтных морфологических признаков (трещины, корни, включения и т. д.) либо специфику распределения тех или иных морфологических признаков по горизонтам профиля (соли, вскипание, оглеение, конкреции, коры и т. д). Для общей характеристики почвенного профиля можно предложить следующую схему описания, которая должна составить вторую страницу полевого дневника.
Характер поверхности (тип поверхности);
Почвообразующая порода (петрографический характер с указанием типа строения);
Характер грунтовых вод (вскрытый и установившийся уровень, напорность и другие особенности);
Наличие многолетней мерзлоты и мерзлотных явлений (глубина, мощность, характер);
Мощность почвы общая (А+АС, А+В. А+В+ВС и т. д. до С или D) гумусированной части (A, AI, А+АС, А+АВ и т. д. до В или др.);
Трещиноватость (наличие, характер, глубина и ширина крупных внегоризонтных трещин, характер их поверхности, заполненность материалом);
Корневая система (глубина, особенности строения);
Перерытость животными (наличие ходов и экскрементов, нор, глубина распространения, характер, обилие, влияние на перемешивание горизонтов);
Распределение в профиле оглеения (общий характер, распределение, глубина, интенсивность) карбонатов (характер и глубина вскипания, видимых новообразований, наличие обломков карбонатных пород, коры) солей (характер, глубина, обилие, распределение в профиле) конкреций (распределение в профиле, их общий характер, обилие, изменение по профилю);
Тип сложения почвы в целом (рыхлое, плотное, слитное, каменное);Общий характер переходов (границы между горизонтами, наличие переходных горизонтов);
Тип строения профиля ;
Генетический тип профиля (гумусовый недифференцированный, безгумусовый недифференцированный, гумусо-глеевый, изогумусовый (гумусо-карбонатный), метаморфический (буроземный), элювиально-иллювиально-дифференцированный (подзолистый, лессивированный, солонцовый), гидрогенно-диффереицированныи, криогеино-дифференци-рованный);
Иные особенности профиля (каменистость, особая нарушенность и др.)

Морфологический анализ горизонтов профиля

В пределах каждого из выделенных горизонтов профиля проводится детальный макро- и мезоморфо-логический анализ. При этом необходимыми инструментами служат: линейка с миллиметровыми делениями, лупа (2,5х —5х), капельница с дистиллированной водой, капельница с 10-процентной соляной кислотой, острый нож или скальпель, препаровальная игла, запас чистых часовых стекол. Целесообразно иметь шкалу почвенных окрасок Мансела и номограмму для определения степени пятнистости. Для более полной полевой характеристики почвы целесообразно, конечно, иметь простые, но достаточно точные весы, набор сит для сухого просеивания почвы, прибор для определения объемного веса почвы, пружинный твердомер, элементарную полевую химическую лабораторию на опробывание некоторых важных характеристик (закисное железо, рН, соли и т. п.).
Форма записи также должна соответствовать цели исследования. В этом отношении вместо традиционной формы полевого почвенного дневника, вполне достаточной и целесообразной для почвенно-съемочных работ, можно предложить иной подход: после описанных выше первой н второй страниц полевого дневника иметь в нем чистые страницы для последовательного подробного описания морфологических особенностей всех выделенных в профиле горизонтов. Ни одна стандартная форма не может вместить всех деталей морфологического описания, отражающих нюансы того или иного горизонта разных почв. В то же время необходимо, чтобы описание было достаточно стандартизованным и методически целесообразным, т. е. было бы проведено по определенной схеме. Можно, например, следовать следующей схеме морфологического анализа-описания для каждого последовательного (сверху вниз) горизонта почвенного профиля:
1 Индекс горизонта
Индекс, как уже говорилось, ставится либо окончательный н точный, либо обобщенный полевой, либо приближенный, в зависимости от обстоятельств.
2. Глубина горизонта (в см)
Глубина указывается от верхней до нижней границы, с указанием ее варьирования, например: 20 — 24 — 47 — 52.
3. Строение горизонта
Начинать описание каждого горизонта следует с его общих характеристик и особенностей, переходя затем к деталям морфологии. В зависимости от типа почвы и особенностей почвообразующей породы это общее описание строения горизонта может быть различным: очень кратким (горизонт однородный; горизонт однородный, но с постепенным изменением морфологических признаков сверху вниз: например, постепенно светлеющий, твердеющий, укрупняющейся структуры и т. п.) либо, наоборот, очень подробным при неоднородном или специфическом строении. В последнем случае целесообразно провести подробный анализ его строения и дать соответствующее описание. Подход при этом также может быть различным. С одной стороны, можно дать общую характеристику горизонта, например: горизонт состоит из отдельных глыб, разделяемых вертикальными трещинами между ними; далее раздельно характеризуются глыбы и трещины. С другой стороны, можно выделить отдельные структурные элементы горизонта (еще не структура perse), в понимании мор-фонов Э. А. Корнблюма. При этом важно иметь в виду, что отнюдь не каждое новое пятно на стенке разреза — это новый морфон. Здравый смысл и профессиональные знания должны помочь в этом отношении, имея в виду, что и морфоны могут быть сложными или составными. В любом случае должна быть дана детальная и четкая характеристика неоднородности горизонта, если таковая имеет место: характер неоднородности (окраска, структура, гранулометрический состав, новообразования, сложение), степень выраженности, количественные параметры неоднородности (линейные размеры, процентное соотношение разных форм). Горизонт может быть неоднородным по какому-либо одному признаку, например по структуре при однородной окраске, либо по окраске при однородной структуре; может быть отмечена неоднородность и по ряду признаков, разная для каждого из них, что особенно характерно для переходных горизонтов в профиле, таких как А/Е или Е/В. Общее строение горизонта, его габитус и характер могут быть описаны в разных терминах, важно лишь подчеркнуть необходимость такого описания и характеристики горизонта в целом.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.