Комплексное физико-географическое описание

Комплексное физико-географическое описание необходимо при ландшафтном картографировании и профилировании, при созда­нии карт и характеристик физико-географического районирова­ния и обобщающих монографий о природе тех или иных регио­нов, при обосновании проектов различных видов природопользо­вания и т.д. Мы остановимся здесь на полевых описаниях преиму­щественно для ландшафтного картографирования.

Основное время при этом уходит на описание фаций на точках наблюдений, для чего, как правило, используются специальные бланки. Уже в бланках обычно есть графы, час­тично раскрывающие окружение описываемой фации. Но и этого бывает недостаточно для полной характеристики выделенных на карте контуров обычно более высокого ранга, чем фация. Необхо­димый материал дополняется (и фиксируется в дневнике) на этой же описываемой точке с использованием аэрофотоснимка и то­пографической карты, а также при переходе от одной точки к другой.

Охарактеризуем кратко основные методические приемы описа­ния фации на основной точке комплексных описаний.

Адресная и физико-географическая привязка. Наблюдения и опи­сания на точках начинаются с того, что их местоположение нано­сится на карту и обозначается номером. На карте рекомендуется ставить небольшой крестик, наиболее четко обозначающий поло­жение точки. Одновременно на аэрофотоснимке в соответству­ющем месте делается прокол тонкой булавкой, а на обороте снимка место прокола обводится карандашом, ставится номер точки и делается схематическая зарисовка ее положения по отношению к ближайшим ориентирам.

Для правильного нанесения на карту выбранной точки описа­ния необходимо хорошо ориентироваться на местности. На пер­вых порах на это нельзя жалеть времени, так как в спешке неправильная ориентировка может свести на нет результаты целого дня работы.

Каждый бланк автор описания обязательно датирует и подпи­сывает. Для этого в бланке отведены специальные графы. Заполне­ние бланка производят простым карандашом или шариковой руч­кой. Ни одна графа бланка не должна быть пропущена. В некоторых графах могут быть проставлены прочерки или вписаны замечания «нет», «не достигнута», «не наблюдалась». Не должно быть только пустого места, так как впоследствии при обработке материалов пропущенные графы приводят к ненужным сомнениям и снижают ценность собранных материалов.

Записав на бланке дату и номер точки, нужно дать ее адрес, т.е. положение по отношению к двум постоянным ориентирам. Если направление и расстояние указывают от населенного пункта, то необходимо обязательно записать, от какой его части - центра, какой-либо окраины, водонапорной башни, если она показана на карте. Нельзя давать адрес, опирающийся на предыдущие точки. Ссылка на них может служить лишь дополнением к основному адресу. Нельзя также привязывать точку к непостоянным и нена­дежным ориентирам, например к полевым дорогам, которые час­то перепахиваются.

При крупномасштабном картографировании практикуется да­вать адресные данные по системе квадратов. При исследовании лесистой территории для адресовки удобно дополнительно исполь­зовать нумерацию лесных кварталов. В ряде случаев необходимо также давать административно-хозяйственную привязку (название лесхоза и лесничества, сельскохозяйственного предприятия, ад­министративного района, области и т.п.).

Если в бланке не отведено специальных граф, то дополнитель­но к адресу дают указания на принадлежность описываемой фа­ции к определенному генетическому типу поверхности, а по воз­можности и к типу (роду) ландшафта или к конкретному ланд­шафту.

Геологические и геоморфологические наблюдения. Общие сведе­ния о геологическом строении территории собирают еще в подго­товительный период из опубликованных и фондовых источников. Широко распространены геологические карты масштаба 1:200 000 и более мелких масштабов. На многие территории имеются мате­риалы крупномасштабной геологической съемки. Полевое описа­ние геологических обнажений (обычно в дневнике) носит вспо­могательный характер, но практикуется довольно часто.

Геоморфологические характеристики также могут быть получе­ны из опубликованных и фондовых источников, так как геоло­гические карты обычно сопровождаются геоморфологическими. Но обычно этого бывает недостаточно, и описание рельефа в поле делают со всей тщательностью. Формы рельефа по своей размер­ности подразделяются на мега-, макро-, мезо-, микро- и наноформы.

Мегаформы имеют площадь во многие сотни тысяч квадратных километров. К ним относятся, например, целые горные страны, такие, как Алтай, Урал и другие, или же Западно-Сибирская рав­нина. Макроформы имеют площадь от сотен до десятков тысяч квадратных километров (например, хребты и впадины горной стра­ны, возвышенности и низменности на равнине, долины крупных рек). Мезоформы могут занимать весьма различную площадь — от нескольких десятков квадратных километров до сотен и десятков квадратных метров, например междуречные поверхности, морен­ные гряды, долины ручьев, балки, овраги, озерные котловины, барханы, карстовые воронки, западины и т.д. Микроформы - это неровности, осложняющие поверхность мезоформ, например не­большие карстовые воронки, западины, эрозионные рытвины, кочки, выбросы кротов и т.д. Наноформы - очень мелкие неров­ности рельефа, например, приствольные повышения, рябь на по­верхности песчаной дюны, струйчатые размывы и т.д.

В бланке фиксируется положение точки в пределах макро- и мезоформы рельефа, но основное внимание обращается на описа­ние элемента мезоформы, в пределах которого заложена точка, и на микрорельеф. Сама характеристика макро- и мезоформ рельефа и представление об их генезисе не могут быть составлены по на­блюдению на одной точке. Первоначально они складываются в процессе предварительного ознакомления с литературой и топо­графическими картами, а затем путем ряда наблюдений на точках и по маршруту; фиксируются эти наблюдения в дневнике. Поло­жение точки по отношению к элементам крупных форм рельефа должно быть указано в бланке возможно более точно, например: плоская поверхность центральной части междуречья, горная вер­шина, вершина холма или увала, склон долины или междуречья (и какая именно его часть), основная поверхность террасы, высо­кая пойма, дно балки и т.д.

На практике чаще всего приходится иметь дело с наклонными поверхностями. Для них обязательны указания крутизны (в граду­сах) и экспозиции. При этом если программой не предусмотрена особая точность, достаточно указывать экспозицию в восьми изме­рениях по странам света: западная, северо-западная, северная и т.д.

Для равнинных стран наиболее употребимы следующие града­ции поверхностей по крутизне уклона:

Плоские (субгоризонтальные)............... 0 - 1⁰

Слабонаклонные равнины (очень пологие склоны) 1 - 3°

Склоны пологие (наклонные равнины). 3 - 5°

Слабопокатые......................................... 5 - 7°

Покатые……………………………………7 - 10⁰

Сильнопокатые…………………………….10 - 15⁰

Крутые ……………………………………..15 - 20⁰

Очень крутые........................................ 20 - 40°

Обрывистые........................................... >40°

Для горных стран могут быть приняты иные градации:

Плоские и почти плоские поверхности 0 - 4°

Пологие склоны.................................... 4 - 10°

Покатые склоны.................................... 10 - 20°

Склоны средней крутизны.................... 20 - 30°

Крутые склоны...................................... 30 - 45°

Очень крутые склоны........................... 45 - 60°

Скалистые (обрывистые) склоны......... 60 - 90°

Кроме экспозиции и крутизны необходимо также дать описа­ние общей формы и характера поверхности склона (выпуклый, вогнутый, прямой, волнистый, террасированный, бугристый, испещренный рытвинами и т.д.), а также указать, в какой части склона расположена точка (верхняя часть, средняя, нижняя, у подножия склона, вблизи бровки). Положение точки на склоне при большой его протяженности не всегда легко определить без помощи карты. Что же касается остальных сведений о склоне, то их непосредственно получают в процессе полевого наблюдения и записывают.

В характеристике рельефа отмечают также абсолютную и (или) относительную высоту точки над местным базисом эрозии (по топографической карте или замеренную анероидом и вычисленную с учетом поправок). Абсолютные отметки всегда необходимы при работе в горах, где это имеет существенное значение при опреде­лении характера высотной зональности, и где высота нередко мо­жет служить одним из ориентиров для привязки точки.

Особое внимание обращают на описание микрорельефа. Необ­ходимо точно дать описание формы и характера распределения микроповышений, понижений, уступов, прибегая к количествен­ным определениям размеров и частоты встречаемости. Например, склон пересекают эрозионные рытвины шириной 1 - 2 м и глуби­ной до 50 см; на участке склона длиной в 1 км их насчитывается до 30. Или: ровная поверхность испещрена западинами диаметром в 20 - 30 м, глубиной до 40 см; площадь, занятая ими, составляет около 20 %.

Указывая положение точки на элементе рельефа, необходимо уточнить, расположена ли она на относительно ровном участке или же в микропонижении (на повышении) и в какой его части (в центре, ближе к окраине). Для лучшей наглядности рекоменду­ется здесь же сделать небольшую схематическую зарисовку, иллю­стрирующую положение точки по отношению к элементам рельефа и микрорельефа. Нередко это предусматривается непосред­ственно формой бланка (отводится специальное место для за­рисовок).

Для более точного количественного определения размеров и частоты встречаемости микроформ прибегают к различным спо­собам. Если микроформы хорошо просматриваются на аэрофото­снимках, то на опорных точках (или же на некоторых основных) их можно измерить и приблизительно подсчитать прямо по снимку.

Можно проделать эту работу непосредственно на точке наблю­дения, применив метод линейной таксации. Он состоит в следу­ющем. Небольшую площадку, в средней части которой находится точка описания, пересекают параллельными ходами, на протяже­нии которых делают подсчет расстояний (обычно пар шагов), прой­денных по ровной поверхности и по микропонижениям (либо по­вышениям). Затем суммируют все расстояния, пройденные вне микроформы и по микроформам. Условно общая длина ходов бе­рется за 100%, а доля ходов, приходящихся на ровную поверх­ность и микроформы, - за процент площади, занятой соответ­ственно ровной поверхностью и микроформами. Если микрофор­мы имеют линейную протяженность, то важно, чтобы ходы были заложены поперек этих форм.

В зависимости от необходимой точности наблюдения могут быть более или менее сложными. Можно, например, предпринять гла­зомерную или даже инструментальную съемку разбитого вокруг точки участка, и все дальнейшие расчеты производить уже по по­лученному крупномасштабному плану.

Однако чаще всего такая степень точности не требуется, и нет возможности уделять таким измерениям много времени. Следует с самого начала работы узнать длину собственного шага и выработать наиболее удобную систему измерения расстояний шагами с прос­тым пересчетом шагов в метры (например, пара шагов - 1,5 м или три шага – 2 м). Удобно также сделать на полоске миллиметровой или клетчатой бумаги переводную масштабную линейку (шагов в метры), чтобы не делать всякий раз лишних вычислений. Подоб­ные линейки удобно также сделать для топографической карты и аэрофотоснимка, используемых в полевом исследовании, чтобы быстро переводить миллиметры и сантиметры карты или снимка в метры и километры на местности. Следует также тренировать глаз на примерном определении расстояния, высоты, глубины, кру­тизны, площади тех или иных объектов. Это нужно не только при описании рельефа, но и в процессе всей работы, хотя злоупотреб­лять глазомерными наблюдениями взамен точных измерений так­же не следует.

Не следует применять слишком часто фразу: «Микрорельеф не выражен». За ней нередко скрывается неумение или нежелание ви­деть то, что есть в природе. Правда, на практике, микрорельеф и нанорельеф описывают в одной графе бланка, но непременно с указанием размеров формы.

Необходимо, но далеко не всегда просто определить тип релье­фа территории, к которой относится точка описания. Следует, однако, избегать категоричного суждения о генезисе форм релье­фа, если нет убедительных тому доказательств.

Общие представления о генетических типах рельефа и о клас­сификациях форм рельефа можно получить из геоморфологиче­ских карт, из классического труда И.С. Щукина, работ А.И. Спиридонова, О.К. Леонтьева и Г.И. Рычагова, Ю.Г. Симонова, С.И. Болосова и др.

Изучению современных геоморфологических процессов, оказывающих сильное влияние на функционирование и состояние природных территориальных комплексов, уделяется особое вни­мание. Наиболее распространенные из них - осыпи, обвалы, сели, снежные лавины, глубинная и плоскостная эрозия, нивация (обра­зование на склоне ниш вследствие длительного залегания снега), карстовые процессы, оплывание, солифлюкция, дефляция, децерация (оплывание дернины на склоне по мерзлому грунту), абра­зия и др. В бланке недостаточно указать только название геоморфо­логического процесса, необходимо дать его характеристику.

Фиксация режима миграции вещества, увлажнения. Полевые ландшафтно-геохимические исследования могут быть самостоятельным разделом комплексных физико-географических исследований. Одна­ко один из важнейших ландшафтно-геохимических показателей - режим миграции вещества, тесно связанный с рельефом, порода­ми и условиями увлажнения, - следует отмечать на каждой точке полного комплексного описания.

Увлажнение ПТК фиксируется в бланке (дневнике) двумя по­казателями - типом (характером) и степенью (интенсивностью).

Выделяются следующие типы увлажнения: атмосферное, грун­товое безнапорное и напорное (последнее в случае наличия на территории ПТК источника), натечное, или делювиальное (за счет поверхностного стока), пойменное (за счет половодий и паводков).

Очень часто источников увлажнения два или несколько, при этом атмосферное присутствует повсеместно и в случае наличия других типов и их большой значимости его можно не указывать. Например, писать «пойменное» или «грунтово-натечное» вместо «атмосферно-пойменное» и «атмосферно-грунтово-натечное».

Характер увлажнения в некоторых природных территориальных комплексах в течение года меняется и зависит от состояний. На­пример, при одних состояниях оно бывает атмосферным, а при других — пойменным.

Еще в большей степени, чем тип, может изменяться степень (интенсивность) увлажнения. В связи с этим различают: недоста­точное увлажнение - почва очень сухая; слабое - почва свежая; нормальное - почва влажная; обильное (или повышенное) - почва сырая; избыточное - почва мокрая.

При фиксации степени увлажнения в момент наблюдения не­обходимо оговаривать погодные условия, так как обычно сырая или мокрая почва может стать сухой в жаркий период, а сухая или свежая — мокрой или сырой после дождя. Это означает, что сле­дует отличать увлажнение в момент наблюдения от интегрально­го увлажнения, определяющего характер растительности и почвы.

Следует также обращать внимание на наличие свежих отложе­ний — аллювия, делювия, эоловых и др. и фиксировать результаты наблюдений в бланке или в дневнике.

При характеристике увлажнения дополнительно указывают так­же его режим, постоянное (устойчивое) и переменное (неустойчи­вое), а также глубину залегания грунтовых вод (верховодки) по появлению воды в стенке или на дне шурфа либо по близлежаще­му колодцу, урезу воды в реке.

Описание растительности. Что раньше описывать - почвенный разрез или растительность, не имеет особого значения, так как оба компонента теснейшим образом взаимосвязаны и взаимообус­ловлены и зависят от рельефа, состава пород, увлажнения, мик­роклимата. Часто рытье шурфа рабочим и описание растительно­сти специалистом производятся одновременно.

Методические приемы описания растительности, как в сущно­сти и других компонентов, принципиально ничем не отличаются от приемов, употребляемых при соответствующих отраслевых ис­следованиях. Они могут быть лишь менее детальными, да и то не всегда (в зависимости от программы работ).

С классическими приемами изучения растительного покрова и биоиндикации можно ознакомиться по трудам Л.Г. Раменского, С.В. Викторова и др., С.В. Викторова и А.Г. Чикишева. Немало работ имеется по геоботаническому картографированию, например Д. Д. Вышивкин.

На основной точке дается подробное описание ботанической площади. Для луговой или болотной растительности принятый раз­мер площади 100 м² или 10 х 10 м. Не нужно подходить к этому формально и стремиться во что бы то ни стало соблюдать квадрат­ную форму и указанный размер площади. Важно, чтобы она была по возможности близка к указанному размеру, а главное - распо­лагалась в пределах одной фации. Нельзя в одну и ту же площадь включать обычный луг с мезофильным травостоем и мокрую запа­дину с осокой.

Описание травянистой растительности. Для выбранной площади составляется список растений, в котором обычно сначала перечисляются злаки, потом осоки, бобовые, разнотравье. Однако строгого порядка здесь соблюсти не удается, так как список не­прерывно пополняется новыми обнаруженными растениями.

Каждое растение записывается двойным названием (род и вид) по-русски и по-латыни. При плохом знании латыни латинские названия вписываются в бланк при вечерней обработке материала (из определителя). В случае если растение неизвестно исследова­телю или есть сомнение в его определении, этому растению дается рабочее название (любое, но такое, чтобы оно хоть сколько-ни­будь соответствовало его внешнему виду и легко запоминалось). Само же растение берется в гербарий для последующего опреде­ления.

Далее записывается высота, обилие, проективное покрытие, фе-нофаза, жизненность, характер распределения (последовательность может меняться в зависимости от избранной формы бланка).

Высота берется средняя для экземпляров данного вида (без ге­неративных органов) и указывается в сантиметрах либо дается в виде дроби, где в числителе показана высота всего растения, вклю­чая генеративные органы, в знаменателе - без них.

Обилие обычно отмечается по шкале О. Друде:

сор_з (copiosae - очень обильно) — растения почти сплошь за­крывают почву; проективное покрытие 70-90 %;

сор₂ (обильно) - растений много, перекрытия нет; проектив­ное покрытие 70 -50 %;

сор₁ (довольно обильно) - растений значительно меньше; про­ективное покрытие 50 - 30%;

sp (sparsae - рассеянно, в небольшом количестве) - растение приходится искать; проективное покрытие 30-10 %;

sol (solitariae - единично) - растения обнаруживаются при тщательном осмотре площади; проективное покрытие менее 10 %;

un (unikum - единственный экземпляр) - на всей площади обнаружено лишь одно растение данного вида.

В качестве дополнительного обозначения после знака обилия может ставиться знак gr (grigarie) - если растения распределены по площади неравномерно и местами образуют плотные группы.

Фенофаза отмечается значками или же буквенными обозначе­ниями, например:

пр - растение прорастает;

р - росток;

вег - растение вегетирует;

б - бутонизация;

ц₁ - зацветание;

ц₂ - полное цветение;

ц₃ - отцветание;

п₁ - плоды (семена) незрелые;

п₂ - плоды (семена) зрелые;

п₃ - осыпание плодов (семян);

отр - отрастание после плодоношения;

отм - отмирание.

Жизненность обычно определяют по трехбалльной системе: пол­ная (растения имеют нормальный рост, цветут и плодоносят), сред­няя (растения среднего роста, цветут не все экземпляры) и пони­женная (растения низкорослые, не цветут, имеют угнетенный вид). Другими словами, это состояние растений: хорошее, удовлетвори­тельное, угнетенное (плохое).

Среднюю высоту травостоя дают в сантиметрах в конце описа­ния, там же указывают общее проективное покрытие и покрытие по доминирующим видам.

Проективное покрытие определяют на глаз и отмечают в про­центах от общей площади описываемого участка. Хорошо иметь с собой для сравнения рисунки вариантов проективного покрытия для разных по характеру листовых пластинок растительных сооб­ществ.

На опорных точках (не на основных, а выборочно) производят количественный учет растительной массы. В разных частях площади выбирают четыре участка размером по 1 м² (или по 0,25 м²). С этих участков большими ножницами или садовыми секаторами выстри­гают все растения на высоте 5 - 7 см над поверхностью земли. Растительную массу взвешивают: сырую, в сухом виде, целиком и разобранную по отдельным группам растений (злаки, осоки, бо­бовые, разнотравье, несъедобные или ядовитые растения и т.д.).

Затем производится пересчет и определение урожайности луга в центнерах на 1 га с поправочным коэффициентом за счет того, что на лугах никогда не косят так, как можно состричь с площад­ки. Поправочный коэффициент и определяют из сравнения полу­ченных результатов с тем, что известно для данного луга из опыта его хозяйственного использования.

Если определение растительной массы делается не на каждой основной точке, то так называемое культуртехническое состояние угодья надо отмечать на всех основных точках. При этом указывают закустаренность (в процентах), наличие деревьев, пней, кочек (штук на 1 га), кротовых куч, пятен выбитой растительности, ядо­витых растений. Отмечают также, как используется участок (под сенокос, выпас или частично как сенокос, а частично как выпас), производились ли когда-либо мероприятия по улучшению, когда и какие.

Описание леса производится на площади от 400 м² (20x20 м), если описывается одна фация, до 1 га (100 х 100 м). Описание ви­дового состава леса дают по ярусам.

Для каждого вида указывают формулу древостоя с учетом оби­лия по 10-балльной системе (например, С8Д2: сосна обыкновен­ная - 8, дуб черешчатый - 2); среднюю высоту, средний диаметр ствола на высоте 1,3 м; высоту прикрепления крон. Для всего древес­ного полога дают общую сомкнутость крон в долях от единицы (0,5; 0,8 и т.д.). При необходимости можно ввести в бланк оценку класса бонитета по принятой в лесоводстве системе, а также и запаса древесины (в м³/га). Класс бонитета - это функция двух переменных - возраста и высоты дерева; отражает жизненность древостоя.

После описания всех ярусов древостоя в бланк заносят сведе­ния о подросте (молодых древесных растениях); о кустарниковом и травяно-кустарничковом ярусах (название видов, обилие, высота, фенофаза, жизненность, характер распределения); о мохово-лишайниковом покрове (обилие, название видов, жизненность, распре­деление). Отмечают также общий характер, облик, проективное покрытие (в процентах) для каждого из ярусов.

При описании культурных посевов в бланке дают название куль­туры, фенофазу, жизненность и особо перечень сорняков с ука­занием степени засоренности культур. Последнюю определяют на глаз либо взвешиванием. Для этого на площади 10 х 10 м выбира­ются четыре площадки по 0,25 м². На площадках посев выстригают и взвешивают. Затем сорняки выбирают и взвешивают отдельно. Посев считается слабозасоренным при доле сорняков до 10 %, среднезасоренным при 10 - 25%, сильнозасоренным, если вес сорняков составляет 25 % и более от веса общей, массы укоса.

Приемы описания растительности и перечень фиксируемых све­дений могут изменяться в зависимости от программы работ. В каче­стве общей рекомендации можно посоветовать при описании рас­тительности (особенно на первых порах) меньше доверять глазо­мерному определению размеров, частоты встречаемости и т.п. и чаще производить непосредственные замеры с вычислением сред­них величин. В конце описания дают название ассоциации по пре­обладающим видам и группам растений. Это название может быть двух- и трехчленным. При этом на последнее место ставят преоб­ладающее растение или группу растений, например: разнотравно-мятликовый луг или мятликово-бобово-разнотравный луг. В пер­вом случае в ассоциации преобладает мятлик, во втором - разно­травье. Этот же принцип сохраняется и для названия лесной ассо­циации с дополнительным указанием на особенности мохового, травяно-кустарничкового покрова или подлеска, например: дуб­рава влажнотравная, липово-дубовый лес с лещиной, ельник-зеленомошник-черничник и т.д.

На карте рядом с точкой ставят индекс растительности, состо­ящий из нескольких значков. Каждый значок изображает опреде­ленный вид, например: дуб черешчатый, кукушкин лен, мятлик луговой, донник лекарственный, лютик едкий; или группу расте­ний: осоки, злаки, бобовые, разнотравье, широкотравье, зеленые мхи, лишайники и т.д. Значковые обозначения дают в обратном порядке в отличие от словесной записи названия ассоциации (на первом месте ставят значок преобладающего растения, а затем в порядке убывания два-три других значка).

Система значковых обозначений вырабатывается в экспедиции перед выездом в поле, а в процессе полевой работы пополняется. Можно воспользоваться также таблицей индексов растений (см. приложение 9).

Описание почв. Почва - зеркало ландшафта, компонент, сто­ящий на грани живой и мертвой природы, как бы синтезирующий в себе основные особенности рельефа, литологии, гидрологиче­ских и климатических особенностей территории, ее растительно­сти и отчасти животного мира. Почва более консервативна, чем растительный покров, и после уничтожения или изменения расти­тельности еще долго сохраняет малоизмененными свои основные свойства.

Изучение и описание почв производят по почвенным разрезам: ямам (шурфам), полуямам, прикопкам. Можно описывать почву также по естественному обнажению обрывистого берега реки, склона оврага или края карстовой воронки и т.д. Однако брать образцы для анализов в таких местах не рекомендуется, так как почвенный профиль может оказаться не совсем типичным в связи с длитель­ным процессом боковой миграции элементов. Кроме того, не сле­дует далеко распространять описанную в обнажении разность почв, так как эта разность может быть свойственна лишь узкой прибровочной полосе.

Рекомендуется осматривать и описывать свежие искусственные выемки - силосные ямы, траншеи трубопроводов, канавы под фундамент различных построек и др. Безусловно, эти выемки мо­гут дать лишь дополнительный материал к заранее намеченной сети наблюдений на точках, но пренебрегать им нельзя. Траншеи и канавы могут дать очень интересные данные по изменению поч­венного покрова в разных условиях рельефа и микрорельефа, а силосные ямы, заложенные, как правило, на повышенных местах междуречий, дают обычно глубокий разрез типичных для терри­тории почв и могут иногда служить вместо опорных шурфов. В пре­делах населенных пунктов верхние горизонты почвенного профи­ля часто бывают нарушены, и использовать искусственные выем­ки здесь для описания почвенных разрезов нецелесообразно.

На равнинах на основной точке закладывают почвенный разрез глубиной 1,5 - 2,0 м (до почвообразующей породы), длиной также 1,5 - 2,0 м и шириной 0,7 - 0,8 м. Наиболее хорошо освещенную стенку оставляют прямой (по ней и будет производиться описание разреза), противоположная спускается ко дну ступенями. Глубину разреза можно менять в зависимости от типа почв и породы, мож­но изменять его длину и ширину (они должны быть такими, чтобы удобно было копать разрез, описывать и брать из него образцы).

Копать разрез надо аккуратно, выбрасывая землю по обеим сто­ронам не слишком далеко, чтобы не делать лишней работы и не засорять большой площади, и не слишком близко, чтобы избе­жать обратного осыпания земли. Рекомендуется гумусовый гори­зонт не смешивать в выбросах с другими горизонтами, чтобы при закрытии разреза его можно было снова положить сверху. Копая разрез, не следует забывать о том, что его необходимо будет также аккуратно засыпать, чтобы не портить угодий и не создавать опас­ности для людей и животных. Прямую (лицевую) стенку оберегают от обрушения и излишнего засорения. В сторону прямой стенки землю не выбрасывают, не складывают там и полевое снаряжение (обычно оно лежит в стороне или позади ямы), к ее краю близко не подходят.

В процессе копки разреза последовательно снимают слой за слоем землю, углубляясь всякий раз на штык лопаты. При этом вскрыва­ются различные горизонты, что бывает уже очевидным при самом рытье ямы. Рекомендуется из каждого нового горизонта отложить в сторону лопату земли — это будет еще не образец для анализа, а просто материал для предварительного или дополнительного про­смотра.

Когда разрез готов, с его дна откладывается на бумагу образец, так как в дальнейшем на дно ямы будет насыпано много смешан­ного материала, что затруднит взятие самого глубокого образца.

В условиях близкого стояния грунтовых вод или залегания веч­ной (многолетней) мерзлоты глубина почвенного разреза лими­тируется этими факторами, как в горах близким залеганием скаль­ных пород или сплошной массы грубообломочного материала.

Выделение генетических горизонтов почв значительно облегча­ется, когда исследователь сам копает шурф: тогда все, даже не очень яркие особенности структуры, плотности, цвета, увлажне­ния становятся очевидными. Не останутся незамеченными и вклю­чения, новообразования, которых может быть и немного, так что на стенках шурфа, при его описании, их можно и не увидеть. Это не может считаться обязательным правилом, но для начинающих исследователей самостоятельная копка шурфа может быть очень полезной.

Имея уже готовый разрез, необходимо зачистить его лицевую стенку лопатой, повернув ее при этом так, чтобы зачистке не ме­шала насаженная рукоятка. Можно зачищать и ножом. Одну сторо­ну лицевой стенки сверху донизу препарируют легким втыканием ножа, чтобы лучше проследить изменение структуры почвы, ее плотности, цвета по граням отдельностей. Вторая часть стенки для сравнения остается гладкой.

После этого к верхнему краю лицевой стенки подвешивают на булавке сантиметр и на ней выделяют (прочерчивают ножом) ге­нетические горизонты почвы по совокупности наблюдаемых при­знаков (цвет, структура, плотность и т.д.). Весь профиль проверяют на вскипание от десятипроцентного раствора соляной кислоты. Это следует делать во всех случаях, в том числе на разрезах с дерново-подзолистыми почвами, хотя, как правило, карбонаты там вымыты на большую глубину. Могут встретиться неожиданные случаи концентрации карбонатов и в дерново-подзолистых почвах, если близко к поверхности залегает элювий известняка либо другие карбонатные породы, либо имеет место подпитывание почвы жесткими грунтовыми водами, если не сейчас, то в прошлом.

М.А. Глазовская рекомендует выделение горизон­тов производить как заключительный этап описания разреза, пос­ле того как каждый из наблюдаемых параметров (цвет, влажность и т.д.) будет описан в отдельной графе и зарисован также в от­дельных колонках. Рекомендуется кроме опробывания соляной кислотой сделать по всему профилю полевое определение кислот­ности и легко растворимых солей (для Cl и SO₄).

Далее составляют описание почвенного профиля по генетиче­ским горизонтам. В бланке делают схематическую зарисовку профи­ля (желательно с натурными мазками из всех горизонтов). Гори­зонты индексируют, записывают их мощность (глубину верхней и нижней границ от поверхности почвы в сантиметрах) и все другие показатели в следующем порядке: цвет (окраска), влажность, ме­ханический состав, структура, плотность, сложение, новообразо­вания, включения, наличие и обилие корней растений, следы деятель­ности животных, мерзлота (многолетняя или сезонная), граница и характер перехода в нижележащий горизонт.

Приведем (с небольшими дополнениями) индексировку гене­тических горизонтов почв, разработанную еще В.В. Докучаевым, широко используемую и в наше время, правда, в публикациях мы нередко встречаемся и с иными индексами почвенных горизонтов. Оговоримся также, что в настоящее время уже разработана новая классификация почв, но она еще не получила широкого приме­нения.

Горизонт а₀ - верхняя часть почвенного профиля - подстил­ка, войлок, грубый гумус, образовавшиеся в результате разложения опада растений. Этот горизонт, в свою очередь, разделяется на:

а₀^I - свежий, не теряющий своей первоначальной формы опад;

А₀^II - полуразложившиеся органические остатки с сильно из­мененной первоначальной формой;

А₀^III - полностью разложившаяся гомогенная подстилка.

Горизонт А (А₁ А₁^I, А₁^II) - гумусовый, наиболее темноокрашенный в почвенном профиле; в нем происходит накопление орга­нического вещества в форме гумуса, тесно связанного с мине­ральной частью почвы.

А^д - дерновый горизонт - часть горизонта А, густо пронизан­ная корнями травянистых растений;

А^п - перегнойный горизонт - разложившаяся органическая масса;

А^т - торфянистый горизонт.

А_пах и А_(пах) - пахотный горизонт и бывший пахотный могут включать как гумусовый, так и ближайшие нижележащие гори­зонты.

Горизонт А₂ - горизонт вымывания (подзолистый или осолоде­лый, элювиальный), формирующийся под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Расположен под а₀ или а₁. Цвет обычно более светлый; обеднен гумусом и другими соеди­нениями, в том числе и илистыми частицами за счет вымывания их в нижележащие слои. Относительно обогащен остаточным крем­неземом.

Горизонт А₂В - соответствует элювиальной зоне (без четких гра­ниц), переходный между элювиальным и иллювиальным горизон­тами.

Горизонт В - горизонт вмывания (иллювиальный) располагается под элювиальным горизонтом. Это бурый, охристо-бурый, крас­новато-бурый, уплотненный, более тяжелого механического со­става, хорошо оструктуренный горизонт, где накапливается ряд веществ за счет вымывания их из вышележащих горизонтов.

В почвах, где не наблюдается существенных перемещений ве­ществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе. В этом случае он может записываться в скобках (В). По гумусовой окраске горизонт В может подразделять­ся на: В₁ - с преобладающей или значительной гумусовой окрас­кой, В₂ - с более слабой и неравномерной гумусовой окраской и В₃ - подгоризонт окончания гумусовых затеков. Впрочем, гумусо­вой окраски может и не быть, но коллоидные пленки, показыва­ющие степень вмывания в горизонте В, всегда присутствуют и, если их окраска не одинаковой интенсивности, то можно также выделить подгоризонты В₁, В₂ и т.д.

Горизонт В_к - карбонатный, с вторичным выделением карбо­натов в виде новообразований: мучнистой присыпки, налетов, про­жилок, псевдомицелия, белоглазки, дутиков, журавчиков.

Горизонт G - глеевый, характерен для почв с постоянным из­быточным увлажнением, с сизой, серо-голубой или грязно-зеле­ной окраской, нередко с ржавыми и охристыми пятнами (особен­но в сухое лето).

Горизонт С - почвообразующая (материнская) порода, на кото­рой (правильнее, из которой) сформировалась данная почва, не затронутая специфическими почвообразующими процессами (ак­кумуляцией гумуса, элювиированием и т.д.).

Горизонт Д - подстилающая горная порода, залегающая под почвообразующей и отличающаяся от нее по своим свойствам (глав­ным образом по литологическому составу). Иногда горизонтом Д называют подстилающие плотные породы.

В случае переходного характера горизонтов, как это отчасти отмечалось выше, их обозначают комбинированными индексами, например: А₁А₂, А₂В, ВС.

Кроме основных индексов применяется еще целый ряд допол­нительных (некоторые из них уже указывались выше).

Индексы, показывающие аккумуляцию: h - иллювиальный гумус; f - иллювиальное железо, t - иллювиальная глина.

Индексы, показывающие следы аккумуляции некоторых солей: са - карбонатов кальция; cs - сульфатов кальция, sa - прочих растворимых солей.

Индексы, показывающие локальную или общую цементацию: сп - наличие железистых, марганцовистых или фосфатных кон­креций; m - наличие плотных массивных слоев; si - наличие це­ментации силикатных продуктов.

Используются и другие индексы, например: С_м - почвообра­зующая порода мерзлая; A_2g - подзолистый горизонт с признака­ми оглеения; A_2(g) - то же, с признаками слабого оглеения; Bt - иллювиальный горизонт с аккумуляцией глины; Bf - иллювиально-железистый горизонт; В_к - иллювиальный карбонатный гори­зонт и т.д. В случае обнаружения погребенного горизонта индекс последнего ставят в квадратные скобки или же сопровождают допол­нительным индексом - погр.

Предусмотреть в этой работе все случаи различной индекса­ции, как и различных особенностей почв, невозможно. Необходи­мо до выезда в поле ознакомиться с диагностическими признака­ми и индексацией тех почв, которые могут встретиться в районе работ. Если же в поле встретится что-то новое или непонятное, рекомендуется как можно более тщательное описание горизонтов (пусть временно не индексированных или не совсем правильно индексированных) и взятие образцов, по которым в дальнейшем можно будет определить почву.

Мощность горизонтов, как указывалось выше, записывают по положению верхней и нижней его границ по отношению к по­верхности в сантиметрах. Например: a₀ 0-2 см, а₁ 2-12 см, А₂ 12-25 см и т.д. По такой же системе указывается в бланке глубина взятия образцов. Если мощность горизонта по лицевой стенке зна­чительно колеблется, то система записи усложняется. Например: А₁ 2-12(20), А₂ 12(20)-25(30) см и т.д.

Приведем порядок описания горизонтов почв по классическо­му труду «Почвенная съемка» (1959). В более новых источниках час­то повторяется то же самое, иногда с небольшими вариациями, иногда с опусканием некоторых подробностей.

Цвет, окраска. Можно рекомендовать следующие наименова­ния цветов.

Основной цвет: черный - интенсивно-черный, серовато-черный, серо-черный, буровато-черный, буро-черный; белый - желтова­то-белый, палево-белый, розовато-белый, зеленовато-белый; жел­тый - буровато-желтый, охристо-желтый, зеленовато-желтый; се­рый - буро-серый, темно-серый, светло-серый, белесо-серый, зе­леновато-серый, голубовато-серый, сизый; бурый - черно-бурый, серо-бурый, темно-бурый, светло-бурый, желто-бурый, красно-бурый, зеленовато-бурый; красный - малиново-красный, ржаво-красный.

Цвет почвенного горизонта - очень важный диагностический признак, зависящий от генезиса почвы: от породы, на которой она формируется, от климатических условий, от уровня залегания грунтовых вод, растительности, словом, от всех тех факторов и процессов, которые приводят к возникновению определенных раз­новидностей почв с характерными для них горизонтами.

Есть замечательная книга А.Е. Ферсмана «Цвет в природе», с которой каждому исследователю природы следует озна­комиться. О цвете почвы (почвенных горизонтов) хорошо сказано у В.В. Добровольского. Он в доходчивой форме поясняет: черный цвет и его интенсивность связаны с процессом разложе­ния органического вещества и накоплением гумуса, перегноя, тор­фа; бурый - с накоплением окислов железа; коричневый - с одновременным накоплением гумуса и железа; сизый - с закисными соединениями железа; белесость и белая присыпка могут быть связаны с элювиальными процессами - выносом раствори­мых веществ и накоплением аморфного кварца или же, напротив, с иллювиальными новообразованиями углекислого кальция - мучнистой присыпки. Последнюю легко определить по вскипанию от соляной кислоты или же уверенно предположить ее присут­ствие, исходя из общей зональной ситуации.

Кроме названных цветов можно употреблять и другие: ко­ричневый, палевый или, например, ржавый, кирпичный, шоколадный. Желательно иметь в экспедиции образцы цветовых шкал Манселла.

Влажность почвы записывают после (или до) характеристики цвета, так как цвет почвы меняется при разном увлажнении. За основу можно принять следующие градации: сухая почва - пылит; свежая - не пылит, слегка холодит руку; влажная - обнаружи­вает признаки влажности, сжимается рукою в комки, бумага, при­ложенная к почве, быстро сыреет; сырая - увлажняет руку и при­липает к ней; мокрая - из стенок шурфа сочится вода.

Рекомендуется также отмечать погодные условия в момент опи­сания и незадолго до того. Например, «ясная погода, накануне был сильный дождь» или «ясная погода, неделю не было дождя».

Механический состав при описании почвенного разреза опре­деляется обычно пробой на скатывание. Для этого пробу (при не­обходимости) слегка увлажняют. Существуют следующие градации механического состава: глинистый, суглинистый, супес­чаный, песчаный. Остается добавить скелетный, когда проба состо­ит из обломков плотных пород (хряща, щебня, гальки, валунов), смешанных с мелкоземом. Если отбросить крупные (скелетные) частицы, то остальная почвенная масса обнаруживает свойства одной из перечисленных выше групп.

Суглинки делятся на легкие, средние и тяжелые. Последние при­ближаются к глинам и могут давать очень тонкие и острые концы шнура, которые при скатывании долго крутятся, не отрываясь от основной массы. Для средних суглинков характерны более тупые концы шнура и меньшая пластичность. Легкие суглинки дают ко­роткий шнур с рваными концами, слабо пластичный.

Вязкость и пластичность глины, сыпучесть песка также отно­сятся к характеристике механического состава.

Структура почвы — ее способность распадаться на отдельности определенной формы. Очень хорошо прослеживается при рытье шурфа, когда сбрасываемый с лопаты материал рассыпа­ется мелкими зернами, угловатыми комочками, плитками, глы­бами и т.д.

Обычно для определения структуры берут из каждого горизон­та ножом или лопатой куски почвы и, подбрасывая их на ладонях или разламывая при слабом нажатии, смотрят, какую форму и какие размеры имеют образовавшиеся отдельности и насколько они прочны. Структуру можно рассмотреть и при препарировании стенки шурфа, а также в выбросах из него и в отложенных для просмотра образцах.

Ниже приводится развернутый перечень типов почвенных струк­тур с указанием размерностей почвенных агрегатов. Начинающим полевые исследования необходимо иметь его при себе и не эконо­мить время на измерение структурных отдельностей. С приобрете­нием опыта необходимость в этом отпадает.

Дата добавления: 2014-01-05