Морфометрические параметры агрегатов черноземов типичных и их изменение в результате воздействия модельных ручейковых потоков

Аннотация

Черноземы — наиболее плодородные почвы России. Большая часть территории Курской области покрыта черноземами, распахана половина территории, приблизительно пятая часть распаханных земель эродированы. В связи с этим актуально изучение различных аспектов эрозионных процессов, затрагивающих черноземы Курской области. Целью работы являлось оценить влияние мелководных потоков на морфометрические характеристики агрегатов черноземов типичных разной степени смытости. Проведен ряд модельных эрозионных экспериментов с капиллярно-увлажненными насыпными образцами верхнего 10-сантиметрового слоя гумусового горизонта черноземов типичных пахотных Курской области. Контрольный вариант — сопоставимый образец чернозема типичного участка «Косимая степь» Центрально-Черноземного природного биосферного заповедника имени профессора В.В. Алехина. Определены морфометрические параметры агрегатов почвы, вынесенных модельными потоками с минимальной, средней и максимальной скоростью (0,3, 0,41‒0,45 и 0,54‒0,58 м·с-1 соответственно). Анализ результатов экспериментов показал, что агрегаты меньших размеров имеют большие показатели округлости, изометричности, меньший показатель изрезанности поверхности. Агрегаты больших размеров, наоборот, менее округлы и изометричны и более изрезанны. При воздействии на насыпной образец почвы модельным мелководным потоком степень округлости и коэффициент изрезанности поверхности агрегата изменяются обратно пропорционально друг другу. На изменение фактора формы и коэффициент изрезанности поверхности агрегатов оказывает влияние как степень смытости почвы, так и скорость потока, причем эти факторы взаимно усиливают влияние друг друга. На степень изометричности агрегатов влияет главным образом степень смытости почвы, но ее влияние усиливается при добавлении фактора скорости. В зависимости от скорости потока влияние его на морфометрические параметры агрегатов различается: в области низких скоростей происходит окатывающее воздействие, в области высоких скоростей — разрушающее. Продолжение подобных исследований позволит расширить представления о механизмах и закономерностях формирования смытых почв.

Литература

1.    Бганцов В.Н., Мосолова А.И., Санжарова С.И. и др. Микроморфологические исследования влияния полимерных препаратов на структурное состояние типичного чернозема // Микроморфология антропогенно измененных почв. М., 1988.
2.    Егоров В.В., Фридланд В.М., Иванова Е.Н. и др. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977.
3.    Ларионов Г.А., Добровольская Н.Г., Кирюхина З.П. и др. Эродирующая и транспортирующая способность мелководных потоков // Эрозия почв и русловые процессы. М., 2000. Вып. 12.
4.    Ларионов Г.А., Горобец А.В., Добровольская Н.Г. и др. Эродируемость модельной почвы в широком диапазоне скоростей водного потока // Почвоведение. 2019. № 10.
5.    Плотникова О.О., Демидов В.В., Лебедева М.П. Действие мелководных потоков на поверхностные горизонты чернозема типичного различной степени смытости // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2018. Вып. 91.
6.    Плотникова О.О., Лебедева М.П., Демидов В.В. и др. Сравнение микроморфометрических показателей агрегатов несмытого и среднесмытого пахотного чернозема типичного в лабораторном эрозионном эксперименте // Почвоведение. 2019. № 10.
7.    Чалов Р.С. Русловые процессы (русловедение). М., 2016.
8.    Черкасова О.В., Строков А.С., Цветнов Е.В., Карпова Д.В., Беляева М.В., Чекин М.Р., Марахова Н.А. Вопросы оценки продовольственной безопасности в Российской Федерации // Вестн. Моск. ун-та. Серия 17. Почвоведение. 2023. № 2.
9.    Чижикова Н.П., Лебедева (Верба) М.П., Лебедев М.А. Минералогический состав и микростроение почв аккумулятивно-денудационного ландшафта северной части лесостепи и сносимого при эрозии материала // Бюл. Почв. ин‒та им. В.В. Докучаева. 2010. Вып. 65.
10.    Fu B., Merritt W.S., Croke B.F.W., Weber T.R., Jakeman A.J. et al. A review of catchment-scale water quality and erosion models and a synthesis of future prospects // Environmental Modelling & Software. 2019. Vol. 114.
11.    Benjamini Y., Yekutieli D. The control of the false discovery rate in multiple testing under dependency // Annals of Statistics. 2001. Vol. 29, № 4.
12.    FAO. 2022. Global status of black soils. Rome. https://doi.org/10.4060/cc3124en
13.    Golosov V.N., Dobrovolskaya N.G., Sidorchuk A.Y. et al. Soil loss on the arable lands of the forest-steppe and steppe zones of European Russia and Siberia during the period of intensive agriculture // Geoderma. 2021. Vol. 381.
14.    Lee H.-Y., Lin Y.-T., Yunyou J. et al. On three‒dimensional continuous saltating process of sediment particles near the channel bed // Journal of Hydraul. Res. 2006. Vol. 44, № 3.
15.    Knapen A., Poesen J., Govers G. et al. Resistance of soils to concentrated flow erosion: A review // Earth-Science Reviews. 2007. Vol. 80, № 1–2.
16.    Rachman A., Anderson S.H., Gantzer C.J. Computed-Tomographic Measurement of Soil Macroporosity Parameters as Affected by Stiff‒Stemmed Grass Hedges // Soil Sci. Soc. Am. J. 2005. Vol. 69.
17.    Tsymbarovich P., Kust G., Golosov V. et al. Soil erosion: An important indicator for the assessment of land degradation neutrality in Russia // International Soil and Water Conservation Research. 2020. Vol. 8, № 4.
18.    IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome, 2015.
19.    Zhidkin A.P., Komissarov M.A., Shamshurina E.N. et al. Soil Erosion in the Central Russian Upland: A Review // Eurasian Soil Science. 2023. Vol. 56, № 2.