Структура почвенного покрова национального парка "Нарочанский"

Эффективность коррекции гипофункции яичников с применением бигормонального препарата // Достижения науки и техники АПК. 2007. № 7. С. 43-44.

6. Просеков А.Ю., Григорьева Р.З., Юрьева С.Ю., Жданов В.А.Исследование замораживания в производстве полуфабрикатов из картофеля // Достижения науки и техники АПК. 2006. № 6. С. 47.

7. Сердюченко И.В., Терехов В.И., Овсянников Д.А. Микробиоценоз кишечного тракта взрослых медоносных пчел в условиях Краснодарского края // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2014. Т. 1. № 46. С. 204-206.

Сазонов А.А., Рудаковский И.А., Пенкрат И.В.

СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «НАРОЧАНСКИЙ»

Белоруский государственный университет

Ключевые слова: структура почвенного покрова, геоинформационные системы, картографирование почв, картометрия, цифровая картография, почвоведение.

Аннотация: Проводится анализ структуры почвенного покрова национального парка «Нарочанский» с использованием ГИС-технологий. С использованием авторских моделей геообработки проводится генетико-морфометрический анализ структуры почвенного покрова, оцениваются его сложность, контрастность и неоднородность.

Key words: soil cover structure, geoinformation systems, soil mapping, cartometry, digital cartography, soil science.

Abstract: The structure of the soil cover of the national park "Narochansky" is analyzed using GIS technologies. Using the author's models of geoprocessing, a genetic-morphometric analysis of the structure of the soil cover is carried out, its complexity, contrast and heterogeneity are estimated.

Цифровое картографирование почв (ЦКП) - достаточно новое научное направление, оформившееся в 2005 г. после создания рабочей группы по цифровой почвенной картографии в рамках международного общества почвоведов. Первые шаги в этом направлении относятся к 80-м годам прошлого века, когда цифровые методы ландшафтного анализа начали широко применяться в почвенном картографировании и в способах отображения на картах

структуры почвенного покрова. В 90-х годах в почвоведении выделилось направление «педометрика», занимающееся применением математических и статистических методов для изучения распределения и генезиса почв [9].

Толчком к развитию ЦКП послужило развитие геоинформатики и широкое внедрение геоинформационных систем, а также данных дистанционного зондирования. С приходом геоинформационных технологий в цифровую картографию стал возможным переход от хранения и использования оцифрованных почвенных карт к их непосредственному производству с использованием цифровых технологий.

Исследование структуры почвенного покрова (СПП) является одним из основных направлений в современной географии почв. Почвенный покров (1111) любой территории имеет сложное строение, что определяется не только рельефом, почвообразующими породами и степенью увлажнения, но и характером взаимосвязи отдельных почв, их пространственным расположением, степенью различия.

В качестве элементарной исходной единицы почвенного покрова применяется понятие «элементарный почвенный ареал» (ЭПА) - это «контур, состоящий из почвы, относящейся к какой-либо одной классификационной единице наиболее низкого ранга, занимающего пространство со всех сторон ограниченный другими ЭПА».

ЭПА разнообразны по размерам и формам. Некоторые граничащие ЭПА могут быть тесно взаимосвязаны, другие слабо взаимосвязаны, у третьих связь может не прослеживаться вовсе. Такое разнообразие создает различные почвенные комбинации, которыми и представлен почвенный покров любой территории.

Чередование в определенном порядке отдельных ЭПА, генетически связанных и обусловленных между собой, образуют почвенные комбинации. В свою очередь, эти комбинации, мозаично или симметрично повторяясь, и образуют структуру почвенного покрова.

В данном исследовании рассматривается почвенный покров национального парка «Нарочанский» (НП «Нарочанский»), расположенного в северо-западной части Минской области, западной части Витебской и северной части Гродненской области, занимая площадь в 97,3 тыс. га. Для целей работы границы национального парка приняты с включением внешней охранной зоны, что позволило расширить район исследования. Итоговая площадь исследуемой территории - 137,2 тыс. га.

В качестве исходных данных использован слой «Почвы» земельной информационной системы Республики Беларусь (ЗИС РБ) [2],

покрывающий только территорию сельскохозяйственных земель. Всего слоем покрыто 44,2 тыс. га, или 32 % от исследуемой территории.

Анализ СПП проводился в среде ГИС АгсвШ 10.6 с использованием авторских моделей геообработки и инструментов АгсТо11Ьох. Разработанные инструменты позволяют проводить комплексный генетико-морфометрический анализ любой территории, значительно сокращая трудозатраты исследователя [3, 5].

На исследуемой территории нацпарка наиболее распространены дерново-подзолистые и дерново-подзолистые заболоченные почвы (по 35 %), 11 % составляют торфяно-болотные низинные почвы, 9 % -дерновые заболоченные, еще 6 % - антропогенно-преобразованные (таблица 1). Пространственная дифференциация почв представлена на рисунке 1.

0 2 4 8 12 16

Рисунок 1 - Карта-схема почв НП «Нарочанский»

В гранулометрическом составе почв преобладают супеси - 54 %, 20 % - пески, 17 % - органогенные почвы и 9 % составляют суглинистые почвы.

Таблица 1 - Основные морфометрические показатели структуры почвенного покрова

Тип почвы Количество контуров Максимальн ая площадь, га Средний периметр, м Средняя площадь, га  и > Он ¡2 Он

Аллювиально- (N1 6 2, СО 5 о г- СО

болотные 5 со 4 6, 0, 0, 5, 1,

Аллювиально-дерновые и дерновые заболоченные со 75,13 2307,38 9 9, 0, 4 со 0, 14,32 2 2,

Дерновые заболоченные 1504 80,79 1089,90 4 2, 8 со 0, 0, 12,15 0

Дерново-карбонатные 10,09 544,26 7 4 0, 2 0, 6 г--, 2, 3

Дерново-подзолистые 5704 142,24 811,11 8 2, 4 со 0, 6 0, 9 со 5, 3 со

Дерново-подзолистые заболоченные 3825 201,27 1515,43 0 4, 2 0, 9 со 0, 19,68 2 О 2,

Торфяно-болотные верховые обычные 7 К 660,26 3 8 0, 2 ю 0, 8 СЛ 3, 2

Торфяно-болотные 9 5, 8, ? 8 9 8

низинные т 4 5, 0, 0, 9,

Антропогенно преобразованные со 3 254,65 1138,43 8 3, 9 со 0, 3 0, 8 г--, 5, 2

Более половины - 52 % - составляют почвы с подстилающими породами водноледникового (флювиогляциального) генезиса, 30 % составляют почвы на моренных отложениях, 17 % - органогенные, еще 1 % занимают почвы с аллювиальными подстилающими породами.

При расчете основных морфометрических показателей СПП помимо средних значений периметра и площади, рассчитаны специфические показатели. Индекс дробности ИД - обратная величина среднего контура, коэффициент кругообразности ККРУГ (формула 1), и обратная ему величину - коэффициент изрезанности КИЗР (формула 2).

- ~— (2) ^ ККруг

где 8 - площадь контура в м2, P - периметр контура в метрах [1, 7].

Формы ЭПА чрезвычайно разнообразны, и определяются изрезанностью и расчлененностью границ. Для количественной оценки формы хорошо подходит коэффициент расчлененности КР (формула 3), определяющийся по каждому контуру путем деления всей длины границы почвенного ареала (периметра) на длину окружности круга, равного по площади данному участку. Эта величина выражается следующей формулой:

где Р и S - периметр и площадь контура соответственно, в м и м2.

По размерам ЭПА разделяют на мелкоконтурные (менее 1 га), среднеконтурные (1-20 га) и крупноконтурные (более 20 га), хотя данное деление достаточно индивидуально для каждой исследуемой территории [6]. Размеры ЭПА определяются характером рельефа, почвообразующей породой, эрозией и в меньшей степени растительным покровом. Контуры исследуемых почв при средней площади в 2,3 га можно отнести к среднеконтурным. Применяя классификацию Ю.К. Юодиса по пестроте почвенного покрова [8], почвенный покров характеризуется как пестрый (средняя площадь от 2 до 5 га).

По степени расчленности границ [7] контура относятся к нерасчленённым

Неоднородность почвенного покрова характеризуется его сложностью и контрастностью. Для количественной оценки сложности почвенного покрова различными исследователями предложен ряд коэффициентов.

Основным параметром сложности СПП является коэффициент сложности. В Методике ведения мониторинга земель в Республике Беларусь предлагается следующая его формула (4) [4]:

где КС - коэффициент сложности; КР - сумма коэффициентов расчленения всех контуров; 8 - сумма площадей всех контуров, га; 8Мах - площадь наиболее крупного контура, га.

Контрастность почвенного покрова определяет степень качественной дифференциации почв и определяется через коэффициент контрастности в соответствии с методикой Ю.К. Юодиса (формула 5) [8]. Методика наиболее часто используется для оценки контрастности почвенного покрова землепользований и хозяйств:

где а, Ь, с - площади почв в процентном отношении от общей площади территории; х, у, z - степень контрастности соответствующих почв по отношению к распространенной. Коэффициент 20 использован для уменьшения коэффициента контрастности. Фоновая почва в расчетах не учитывается.

Неоднородность почвенного покрова - комбинированный показатель, включающий сложность и контрастность [1, 7] -рассчитывается путем перемножения этих двух показателей (формулаб).

КН = КС X КК

где КС - коэффициент сложности, КК - коэффициент контрастности.

Таким образом, по результатам расчетов, структура почвенного покрова национального парка «Нарочанский» характеризуется как слабонеоднородная (КН = 7,2). В свою очередь, сложность почвенного покрова оптимальная (КС = 0,49), однако, контрастность очень высокая (КК = 14,08), что определяется большим разнообразим почв на исследуемой территории.

Список литературы

1. Годельман Я.М. Неоднородность почвенного покрова и использования земель. - М.: Наука, 1981. - 200 с.

2. Земельно-информационная система Республики Беларусь. Правила графического отображения. Зямельна-шфармацыйная астэма РэспублЫ Беларусь. Прав№1 графiчнага адлюстравання: ТКП ОР (03150). - Минск, Госкомимущество, 2007. - 116 с.

3. Клебанович Н.В., Прокопович С.Н., Сазонов А.А. Интерактивное создание цифровых производных тематических карт на основе слоя «Почвы» земельных информационных систем Республики Беларусь / Н.В. Клебанович, // Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология. 2017. № 1. С. 121-129.

4. Методика ведения мониторинга земель в Республике Беларусь. Письмо Государственного комитета по земельным ресурсам, геодезии и картографии Республики Беларусь от 07.06.1993 / Консультант Плюс: Версия Проф. Технология 3000

5. Сазонов А. Автоматизация процессов создания и анализа тематических почвенных карт // Збiрник матерiалiв конференций «ПС-ФОРУМ 2017» (Харшв, 22-24 лютого 2017 р.). Вип. 1. - Х.: ХНУ: Видавництво «Смугаста типографiя», 2017. С. 67-71

6. Строганова М.Н. Структура почвенного покрова и почвенная картография [Электронный ресурс] : учебное пособие. - Москва, 2011.

7. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. - М. : Мысль, 1972. - 336 с.

8. Юодис Ю. К. О структуре почвенного покрова Литовской ССР // Почвоведение. 1967. № 11. С. 50-55.

9. McBratney, A.B., Mendoga Santos, M.L., Minasny, B. On digital soil mapping. // Geoderma. 2003. №117 (1-2). P. 3-52.