Создание цифровой крупномасштабной почвенной карты учебного хозяйства «Миндерлинское» Сухобузимского района Красноярского края

2. По величине актуальной кислотности большинство слоев изученных почв близки к нейтральным, по величине обменной кислотности - к слабокислым, гидролитическая кислотность невелика. Проявляется тенденция снижения всех видов кислотности с глубиной.

3. Содержание органического вещества в почвах исследованной территории преимущественно низкое и очень низкое, лишь в ряде поверхностных горизонтов - до среднего. Профильное распределение органического вещества носит достаточно случайный характер из-за непедогенной стратификации почв.

Литература

1. Гришин С.Ю. Растительность субальпийского пояса Ключевской группы вулканов. - Владивосток: Дальнаука, 1996. - 156 с.

2. Действующие вулканы Камчатки. - М.: Наука, 1991. - Т.1. - 302 с.

3. Гоишин С.Ю. Динамика растительности Ключевской сопки // Вестн. ДВО РАН. - 2008. - №4. - С. 78-86.

4. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975. - 656 с.

5. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - 487 с.

6. Почвы Камчатки / Л.О. Карпачевский, И.О. Алябина, Л.В. Захарихина [и др.]. - М.: ГЕОС, 2009. - 224 с.

7. Классификация и диагностика почв России / Л. Л. Шишов, В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. - Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.

8. Шляхов С. А., Гришин С. Ю. Морфологическое разнообразие и особенности кислотно-основных свойств слоисто-пепловых вулканических почв района вулкана Карымский (Камчатка) // Вестн. КрасГАУ. - 2009. - Вып. 5. - С. 9-16.

---------♦-----------

УДК 631.4:55(571.51) А.А. Шпедт, М. Г. Ерунова

СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОЙ КРУПНОМАСШТАБНОЙ ПОЧВЕННОЙ КАРТЫ УЧЕБНОГО ХОЗЯЙСТВА «МИНДЕРЛИНСКОЕ» СУХОБУЗИМСКОГО РАЙОНА КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

В статье рассматривается опыт создания цифровой крупномасштабной почвенной карты на базе почвенно-картографических материалов, полученных более 50 лет назад.

Ключевые слова: почва, свойства, структура, почвенная карта, геоинформационные системы, мониторинг плодородия почв, деградация.

A.A. Shpedt, M.G. Erunova

CREATION OF THE DIGITAL LARGE-SCALE SOIL-MAP OF THE EDUCATIONAL ECONOMY "MINDERLINSKOYE"

IN SUKHOBUZIMSKY AREA OF KRASNOYARSK REGION

The experience of creating the digital large-scale soil map on the basis of soil-mapping data received more than 50 years ago is considered in the article.

Key words: soil, properties, structure, soil map, geoinformation systems, soil fertility monitoring, degradation.

Введение

Почвенная карта является одним из основных результатов изучения почв какой-либо территории. В карте емко представлены сведения о типах и подтипах почв, наглядно отражаются структура почвенного покрова, характеристика почвообразующих пород, в какой-то мере рельеф ландшафта. Сравнительный анализ почвенных карт, созданных в разное время, позволяет определять направление трансформации структуры почвенного покрова той или иной территории и вести мониторинговые почвенные исследования. Кроме этого, карта служит своеобразным звеном между теоретическим, практическим, фундаментальным и прикладным почвоведением.

В настоящее время все большее значение в решении задач, стоящих в сфере научно-технического обеспечения агропромышленного комплекса, приобретают цифровые почвенные карты. На их основе создаются условия для систем точного земледелия, составляются экологические прогнозы развития деградации почв при интенсивном сельскохозяйственном использовании, возникают основания для реализации проектов по охране почв и почвенного покрова. В современных условиях цифровые почвенные карты являются неотъемлемой составляющей для решения многих задач, стоящих перед почвоведением и агропромышленным комплексом.

Цель работы - создать цифровую почвенную карту учебного хозяйства «Миндерлинское» Сухобузим-ского района Красноярского края для проведения мониторинговых исследований.

Объекты и методы исследований

Исходной информацией для создания цифровой почвенной карты послужили почвенная карта и почвенный очерк [4] учхоза «Миндерлинское» Сухобузимского района, подготовленные ассистентами кафедры почвоведения Красноярского сельскохозяйственного института Е.С. Кусковой и Е.Г. Чагиной в 1962 году.

Почвенная карта выполнена по материалам почвенного обследования, которое проводилось в течение 1959-1962 годов студентами второго курса агрономического факультета под руководством П.С. Бугакова, Е.Г. Чагиной, Е.С. Кусковой и В.В. Покровской. Карта составлена в масштабе 1:25 000, содержит информацию о почвах и материнских породах хозяйства. Почвенный покров хозяйства представлен черноземами оподзолен-ными выщелоченными обыкновенными карбонатными и солонцеватыми, лугово-черноземными, серыми и бурыми лесными, с выделением среди них темно-серых и темно-бурых почв, дерново-подзолистыми и дерново-глеевыми, а также торфяно-глеевыми почвами. Всего на карте показано 17 типов и подтипов почв и выделено 156 почвенно-географических контуров (выделов). Помимо этого на карте отмечено 35 почвенных разрезов.

В почвенном очерке отражены условия почвообразования (климат, рельеф и почвообразующие породы), дана структура почвенного покрова по отделениям хозяйства, приведены описания профилей почв по морфологическим признакам и их характеристика по гранулометрическому составу и химическим свойствам. Были определены содержание гумуса, сумма обменных оснований, гидролитическая кислотность и рН солевой суспензии. Химические свойства почв определены в 52 разрезах. Интересно, что один из разделов почвенного очерка посвящен исключительно распределению почв в зависимости от рельефа. Завершается очерк агропро-изводственной группировкой почв, согласно которой все почвы хозяйства разделены на 5 групп, причем лучшие почвы дополнительно поделены на группы 1 и 1-а.

Ценность исходных почвенно-картографических материалов в том, что получены они в 1959-1961 годах, более 50 лет назад. Вероятно, для учебного хозяйства «Миндерлинское» это наиболее ранние, качественно обобщенные материалы, которые не утратили своей актуальности по настоящее время и, что наиболее важно, их можно сравнивать с полученной позднее и современной информацией о почвах хозяйства.

При составлении цифровой почвенной карты использовалась программа ГИС MapInfo Professional (версия 8.5).

Результаты и их обсуждение

Развитие цифрового картографирования позволяет расширить и систематизировать знания о почвенном покрове, а также уточнить взаимосвязь факторов почвообразования и почв. Используя существующую почвенную базу данных, можно провести инвентаризацию почвенных карт и сведений по почвенным разрезам и почвенно-географическим контурам, накопленных на протяжении многих лет, сгладив при этом существенные различия в классификационных подходах, которые использовались при составлении легенд карт и диагностике почвенных разрезов.

Использование геоинформационных систем позволяет привести к единой терминологической и таксономической основе данные по конкретным разрезам и почвенно-географическим контурам.

Технология преобразования бумажной карты в цифровую модель поверхности включала следующие этапы [1]: сканирование, оцифровку отдельных векторных слоев в ГИС MapInfo, заполнение атрибутивных данных для каждого слоя, сбор всех слоев в одну карту, перевод данных в единую систему географических координат. Были оцифрованы следующие слои: почвенные выделы, разрезы, химические свойства, гранулометрический состав почв и почвообразующие породы.

Координаты учебного хозяйства «Миндерлинское» - 92°54' СШ, 56°26' ВД. При оцифровке почвенной карты не всегда границы почвенных контуров были замкнуты, а часть выделов не имели указания почвенной принадлежности. В этих случаях экспертным путем или по аналогии расположения похожих контуров на карте проводились дополнительные границы и определялась номенклатура почвы. При проведении оцифровки количество почвенно-географических контуров увеличилось.

Полученные методом оцифровки почвенно-географические контуры содержались в базе данных, к ним привязывались разрезы и информация о свойства почв, формируя тем самым атрибутивную часть ГИС. Несмотря на то, что почвенные разрезы не имели точной географической привязки, их использование помогает показать неоднородность структуры почвенного покрова учебного хозяйства. Вместе с тем, информация о химических свойствах почв и гранулометрическом составе также была привязана к разрезам.

На почвенную карту было нанесено 35 разрезов, а химические свойства почв определялись в 52 разрезах, однако, совместить информацию карты и почвенного очерка удалось только для 29 почвенных разрезов. Таким образом, в базе данных цифровой почвенной карты обобщена информация о содержании гумуса, сумме обменных оснований, гидролитической кислотности и рН солевой суспензии по 29 почвенным разрезам. Гранулометрический состав показан в трех разрезах.

При создании новых почвенных карт необходимо не только систематизировать всю накопленную ранее почвенную информацию, но и трансформировать устаревшую классификацию. Это позволит привести к единой терминологической основе данные по конкретным разрезам и почвенным контурам. Полагаем, что в данном кон-

кретном случае для целей мониторинга наиболее приемлема Классификация 1977 года [2]. Использование новой классификации, опубликованной в 2004 году [3], является преждевременным, так как на ее основе почвенное обследование в хозяйстве не проводилось.

В соответствии с Классификацией 1977 года ранее выделяемые подтипы карбонатных и солонцеватых черноземов попали в подтип обыкновенных. Черноземы карбонатные и солонцеватые не образовывали отдельных контуров, встречались только в комплексе с другими подтипами черноземов, поэтому объединение их в подтипе обыкновенных черноземов является правомерным. Темно-бурые и бурые лесные почвы были объединены с темно-серыми и серыми лесными почвами. Торфяно-глеевая почва получила наименование торфяная болотная низинная глеевая, а перегнойно-торфяно-глеевая карбонатная - торфяная болотная низинная глеевая карбонатная. В легенде почвенной карты вместо ранее выделяемых 18 типов и подтипов почв осталось 13 (рис.).

ГГ

ДГ

сл

слт

Чоп

Е

Чл

ЗР

ТнГ

ТнГК

Наименование почв

Дерново-подзолистая

і

пд

Шм

Шш

о го таїд „ гд>\гд-\%\т4!

ьМЖк™ ПДІ

*Ж70>\7?пи

п сл

_ Масштаб 1 200 000

— И Гижчиин  Жато-бурые тиим  Кормнгао-бусм т ЕЗ Супесь

Карта составлена Е.С. Кусковой, Е.Г. Чагиной в 1962г.

Цифровой вариант подготовлен А.А. Шпедтом, М.Г. Еруновой в 2011 г.

Почвенная карта учебного хозяйства «Миндерлинское»

При корректировке номенклатуры почв количество почвенно-географических контуров, видимых на цифровой почвенной карте, существенно уменьшилось и составило 109. Изменилась структура почвенного покрова хозяйства (табл.).

Структура почвенного покрова учебного хозяйства «Миндерлинское»

Наименование почвы Индекс почвы Площадь

га %

Дерново-подзолистая (слабоподзолистая) ПД 265,8 2,8

Дерново-глеевая Дг 27,3 0,3

Дерново-глеевая карбонатная Дгк 90,5 1,0

Серая лесная СЛ 807,1 8,6

Темно-серая лесная СЛТ 222,1 2,4

Всего серых лесных - 1029,2 11,0

Чернозем оподзоленный Чоп 829,2 8,9

Чернозем выщелоченный Чв 3582,3 38,3

Чернозем обыкновенный Чо 1367,9 14,6

Всего черноземов - 5779,4 61,8

Лугово-черноземная Чл 14,5 0,2

Лугово-черноземная оподзоленная ЧлОП 229,2 2,5

Лугово-черноземная карбонатная ЧлК 858,7 9,2

Всего лугово-черноземных - 1102,4 11,9

Торфяная болотная низинная глеевая ТнГ 91,3 1,0

Торфяная болотная низинная глеевая карбонатная ТнГК 283,0 3,0

Лесные угодья (почвенное обследование не проводилось) - 668,0 7,2

Итого 9336,9 100

В структуре почвенного покрова учебного хозяйства «Миндерлинское» господствуют черноземы (61,8%): оподзоленный, выщелоченный, обыкновенный, среди которых доминирует, как на первом, так и на втором отделениях землепользования, чернозем выщелоченный (38,3%). Это плодородные почвы с ясно выраженным гумусовым горизонтом и высоким содержанием гумуса. Данные почвы формируются на богатых и в экологическом отношении благоприятных четвертичных отложениях и, как правило, содержат в почвенном профиле карбонаты. Второе место в структуре почвенного покрова занимают лугово-черноземные почвы (11,9%), главным образом карбонатные (9,2%). Немного меньше серых лесных почв (11,0%). На территории хозяйства также имеются дерново-подзолистые почвы (2,8%), приуроченные к лесному массиву. По-видимому, при проведении почвенного обследования на лесных угодьях доля этих почв в структуре возрастет. В пониженных элементах рельефа, на переувлажненных заболоченных участках залегают дерново-глеевые (1,3%) и торфяно-болотные глеевые почвы (4,0%).

Создание данной цифровой крупномасштабной почвенной карты учебного хозяйства «Миндерлинское» является первым этапом обобщения накопленных сведений о почвах. Для проведения мониторинговых исследований необходимо обобщить все имеющиеся данные. Прежде всего, нужно привлечь материалы почвенного обследования хозяйства, выполненного институтом «ВостСибНИИГипрозем», а также данные агрохимических исследований, проведенные в разные годы ГЦАС «Красноярский». Могут пригодиться почвено-картографические и почвенно-аналитические материалы, полученные при ведении мониторинга на серии реперных площадок, заложенных кафедрой почвоведения и агрохимии КрасГАУ в 1992 году. Обобщение и сравнение всех имеющихся данных о почвах хозяйства позволит установить направление трансформации почвенного покрова хозяйства, выявить степень и интенсивность деградации почв и оценить почвенное плодородие. Например, согласно почвенному обследованию 1959-1961 годов, черноземы разных подтипов опытного поля содержали в верхнем слое почвы (0-15см) от 10,2 до 12,7% гумуса. В настоящее время столь высокое содержание гумуса можно определить очень редко.

Выполнение данной работы потребует интеллектуальных и материальных ресурсов. Весьма вероятно возникнет потребность в уточняющих полевых и аналитических исследованиях.

Заключение

Для предотвращения деградации почвенного покрова сельскохозяйственных земель учебного хозяйства «Миндерлинское» необходимо обобщить все имеющиеся сведения о почвах. Такого рода информация необходима для обоснования и реализации проектов по охране почв и почвенного покрова хозяйства, а также будет полезна при разработке и испытании систем земледелия и современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.

Литература

1. Ерунова М.Г., Гостева А.А. Методика создания единой цифровой картографической основы систем управления территорий // Вестн. КрасГАУ. - 2006. - №14. - С. 196-199.

2. Классификация и диагностика почв СССР / В.В. Егоров, В.М. Фридланд, Е.Н. Иванова [и др.]. - М.: Колос, 1977. - 223 с.

3. Классификация и диагностика почв России / Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М.И. Герасимова. - Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.

4. Кускова Е.С., Чагина Е.Г. Почвы учебного хозяйства «Миндерлинское». - Красноярск, 1962. - 56 с.

УДК 630*221.04:630*114.61 Г.И. Антонов, И.Н. Безкоровайная, А.В. Климченко, Д.А. Семенякин

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ ПОСЛЕ ПЕРВОГО ПРИЕМА ВЫБОРОЧНОЙ РУБКИ В СОСНЯКАХ

КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

В работе оценивается влияние первого приема выборочной рубки на ферментативную активность почвы в сосняках Красноярской лесостепи. Анализ ферментативной активности дерново-подзолистых почв до и после проведения первого приема выборочной рубки показал, что относительно высокой напряженностью биологических процессов отличаются подстилки и верхние минеральные слои почвы 0-10 см. Тип леса и интенсивность проводимой рубки определяют активность ферментов окислительно-восстановительной группы, азотного и углеродного метаболизма.

Ключевые слова: сосняки, лесная подстилка, почва, выборочная рубка, ферментативная активность, Красноярская лесостепь.

G.I. Antonov, I.N. Bezkorovaynaya, A.V. Klimchenko, D.A. Semenyakin SOIL ENZYME ACTIVITY AFTER FIRST SET SELECTION CUTTING IN THE KRASNOYARSK FOREST-STEPPE PINE FORESTS*

Influence of the first set selection cutting on soil enzyme activity in the Krasnoyarsk forest-steppe pine forests is estimated in the article. The analysis of sod-podzol soil enzyme activity before and after first set selection cutting has shown, that litters and the top mineral soil layers of 0-10 cm is relatively notable for high intensity of the biological processes. Forest type and cutting intensity determine activity of the redox-group enzymes, nitrogen and carbonic metabolism.

Key words: pine forests, forest litter, soil, selection cutting, enzyme activity, Krasnoyarsk forest-steppe.

Сосновые боры лесостепной зоны являются особо ценными лесными массивами, выполняющими защитные, средообразующие, рекреационные и другие полезные функции. В настоящее время повышение устойчивости и продуктивности лесостепных сосновых боров является приоритетной и важнейшей задачей лесного хозяйства Российской Федерации.

Выборочные рубки - это рубки главного пользования, при которых за один прием вырубают часть деревьев спелого поколения (интенсивность рубки) с равномерным распределением по площади, а также другие

* Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ (№09-04-98013 и №10-04-00337).

61