Топографические условия дренируемости почвенного покрова Владимирского Ополья
https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-105-28-56
Аннотация
В статье продемонстрирован подход к цифровому картографированию топографических условий дренируемости почвенного покрова Владимирского Ополья. Топографические условия модельного участка охарактеризованы цифровой моделью рельефа и производными от нее локальными и региональными морфометрическими величинами с разрешением сетки 30 × 30 м. Разнообразие условий переувлажнения описано 193 точками почвенного обследования с морфологической характеристикой степени дренируемости, из которых 170 принадлежит почвенным разрезам Госкомзема РСФСР. На основе сопоставления почв, ранжированных по степени переувлажнения, и морфометрических характеристик рельефа средствами канонического дискриминантного анализа рассчитан топографический фактор дренируемости (ТФД), объясняющий 70% изменчивости гидроморфизма почв. При помощи ТФД численно обобщено влияние характеристик формы рельефа, высоты базиса эрозии, соотношения водосборной площади и крутизны (топографический индекс влажности) на дифференциацию избыточного увлажнения почвенного покрова. В диапазоне ТФД > -0.5 упорядочены серые лесные почвы, приуроченные к дренируемым моренно-эрозионным равнинам, полого-покатым и крутым склонам долин. Область ТФД < -0.5 соответствует серым лесным слабоглееватым и глееватым почвам, характерным для слабодренируемых пологих склонов равнин, элементов ложбинной сети и западин.
При поддержке: Исследование выполнено в рамках темы госзадания №0591-2020-0029, а также при поддержке гранта РФФИ № 19-05-00233-а
Об авторе
П. М. Шилов
ФИЦ "Почвенный институт имени В.В. Докучаева"
Россия
Россия
и.о. м.н.с., отдел агроэкологической оценки почв и проектирования агроландшафтов
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2,
Список литературы
1. Агроклиматические ресурсы Владимирской области / О.Б. Зворыкина, Т.И. Бурцева, К.Т. Васека и др. М.: Упр. гидрометеорол. службы центр. областей, 1968. 138 с.
2. Агроприродное и сельскохозяйственное районирование Нечерноземной зоны европейской части РСФСР / Л.В. Ромина, Н.А. Гвоздецкий, К.В. Зворыкин и др. М.: Изд-во МГУ, 1987. 270 с.
3. Алифанов В.М. Серые лесные почвы центра Русской равнины. Историко-генетический анализ // Эволюция и возраст почв СССР. Пущино, 1986. С. 155–162.
4. Алифанов В.М., Гугалинская Л.А. Палеокриогенез и структура почвенного покрова Русской равнины // Почвоведение. 1993. № 7. С. 65–75.
5. Алифанов В.М., Лошакова Н.А. Водный режим серых лесных почв // Почвоведение. 1981. № 4. С. 58–70.
6. Ахромеев Л.М. Природа, генезис, история развития и ландшафтная структура ополий Центральной России. Брянск: РИО Брянского государственного университета, 2008. 182 с.
7. Величко А.А., Морозова Т.Д., Нечаев В.П., Порожнякова О.М. Палеокриогенез, почвенный покров и земледелие. М.: Изд-во “Наука”, 1996. 145 с.
8. Гулинова Н.В. Агроклиматические ресурсы Нечерноземной зоны РСФСР // Агрометеорологические условия и продуктивность сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 17–32.
9. Джонгман Р.Г.Г. Анализ данных в экологии сообществ и ландшафтов. М.: РАСХН, 1999. 306 с.
10. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. М.: Изд-во МГУ, 1984. 416 с.
11. Зайдельман Ф.Р. Гидрологический режим почв Нечерноземной зоны России (генетические, агрономические и мелиоративные аспекты). Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 328 с.
12. Зайдельман Ф.Р. Режим и условия мелиорации заболоченных почв. М.: Колос, 1975. 321 с.
13. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Изд-во “Колос”, 1977. 221 с.
14. Козлов Д.Н., Сорокина Н.П. Традиции и инновации в крупномасштабной почвенной картографии // Цифровая почвенная картография: теоретические и экспериментальные исследования. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2012. С. 35–57.
15. Ландшафты Владимирской области: учеб. пособие в 2 ч. Ч. 1. Ландшафты Смоленско-Московской провинции / В.В. Романов. Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008. 56 с.
16. Липкина Г.С. Влияние почвообразующих пород и рельефа на плодородие дерново-подзолистых почв Центрального района России. Автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 03.00.27. М., 1993. 44 с.
17. Макеев А.О., Дубровина И.В. География, генезис и эволюция почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1990. № 7. С. 5–25.
18. Минаев Н.В., Никитин А.А., Козлов Д.Н. Идентификация масштабных уровней организации рельефа пашни // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. Вып. 96. С. 3–21. DOI: 10.19047/0136-1694-2019-96-3-21.
19. Модель адаптивно-ландшафтного земледелия Владимирского ополья / В.И. Кирюшин, А.Л. Иванов. М.: “Агроконсалт”, 2004. 456 с.
20. Морев Д.В. Агроэкологическая оценка земель в условиях зонального ряда агроландшафтов с повышенной пестротой почвенного покрова. Дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. М., 2017. 137 с.
21. Николаев В.А. Парагенезис полесий-ополий Центральной России // Вестник Московского университета. География. 2013. № 5. С. 45–50.
22. Почвенный покров Нечерноземья и его рациональное использование. М: Агропромиздат, 1986. 245 с.
23. Почвы и рекомендации по их использованию Владимирской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции Суздальского района Владимирской области. Владимир: Центргипрозем (Владимирский филиал), 1991. 65 с.
24. Прохорова З.А., Сорокина Н.П. Влияние компонентов элементарной структуры дерново-подзолистых почв на продуктивность сельскохозяйственных растений // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 1975. Вып. 8. С. 178–190.
25. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. М.: Издательский центр “Академия”, 2004. 416 с.
26. Пузаченко М.Ю., Пузаченко Ю.Г., Козлов Д.Н., Федяева М.В. Картографирование мощности органогенного и гумусового горизонтов лесных почв и болот южнотаежного ландшафта (юго-запад Валдайской возвышенности) на основе трехмерной модели рельефа и дистанционной информации (Landsat 7) // Исследование Земли из космоса. 2006. № 4. С. 70–79.
27. Романова Т.А. Водный режим в генетической характеристике почв гумидной зоны // Почвоведение. 1994. № 4. С. 32–39.
28. Рублюк М.В. Роль холмисто-моренного рельефа в формировании свойств дерново-подзолистых почв и урожайности картофеля в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ: Дис. … канд. с-х. наук: 06.01.04. Тверь, 2003. 177 с.
29. Рубцова Л.П. О генезисе почв Владимирского ополья // Почвоведение. 1974. № 6. С. 17–27.
30. Савастру Н.Г. Агроэкологическая оценка почвенного покрова Владимирского ополья для проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия: Дис. … канд. биол. наук: 03.00.27. М., 1999. 169 с.
31. Савин И.Ю., Жоголев А.В., Прудникова Е.Ю. Современные тренды и проблемы почвенной картографии // Почвоведение. 2019. № 5. С. 517–528.
32. Симакова М.С. Элементарные почвенные структуры Владимирского ополья // Почвы СССР. Принципы и генетико-географические аспекты исследований. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 1987. С. 50–56.
33. Сорокина Н.П. Микронеоднородность почвенного покрова полей и ее сельскохозяйственное значение // Почвы Московской области и их использование. Т. 1. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2002. С. 277–311.
34. Сысуев В.В. Морфометрический анализ геофизической дифференциации ландшафтов // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2003. № 4. С. 36–50.
35. Тюрюканов А.Н., Быстрицкая Т.Л. Ополья Центральной России и их почвы. М.: Наука, 1971. 240 с.
36. Указания по диагностике подзолистого и болотно-подзолистого типов почв по степени оглеенности. М.: Картфилиал Росземпроекта, 1982. 10 с.
37. Физико-географическое районирование Нечерноземного центра / Н.А. Гвоздецкий, В.К. Жучкова. М.: Изд-во МГУ, 1963. 451 с.
38. Флоринский И.В. Гипотеза Докучаева как основа цифрового прогнозного почвенного картографирования (к 125-летию публикации) // Почвоведение. 2012. № 4. С. 500–506.
39. Шеин Е.В., Кирюшин В.И., Корчагин А.А., Мазиров М.А., Дембовецкий А.В., Ильин Л.И. Оценка агрономической однородности и совместимости почвенного покрова Владимирского ополья // Почвоведение. 2017. № 10. С. 1208–1215.
40. Шилов П.М., Козлов Д.Н. Почвенно-агроэкологическая оценка пахотнопригодности земель Валдайской возвышенности по материалам Генерального межевания // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019. Вып. 98. С. 5–36. DOI: 10.19047/0136-1694-2019-98-5-36.
41. Ågren A.M., Lidberg W., Strömgren M., Ogilvie J., Arp P.A. Evaluating digital terrain indices for soil wetness mapping – a Swedish case study // Hydrology and Earth System Sciences. 2014. Vol. 18. No. 9. P. 3623–3634.
42. Bell J.C., Cunningham R.L., Havens M.W. Soil drainage class probability mapping using a soil-landscape model. Soil Science Society of America Journal. 1994. Vol. 58. No. 2. P. 464–470.
43. Bock M., Köthe R. Predicting the depth of hydrologic soil characteristics. Hamburger Beiträge zur Physischen Geographie und Landschaftsökologie. 2008. Vol. 19. P. 13–22.
44. Carroll S., Goonetilleke A., Khalil W.A.S., Frost R. Assessment via discriminant analysis of soil suitability for effluent renovation using undistributed soil columns. Geoderma. 2006. Vol. 131. No. 1–2. P. 201–217.
45. Conrad O., Bechtel B., Bock M., Dietrich H., Fischer E., Gerlitz L., Wehberg J., Wichmann V., Böhner J. System for automated geoscientific analyses (SAGA) v.2.1.4. // Geoscientific Model Development Discussions. 2015. Vol. 8. No. 2. P. 2271–2312.
46. Debella-Gilo M., Etzelmüller B. Spatial prediction of soil classes using digital terrain analysis and multinomial logistic regression modeling integrated in GIS: Examples from Vestfold County, Norway // Catena. 2009. Vol. 77. No. 1. P. 8–18.
47. Florinsky I. Digital terrain analysis in soil science and geology. Puschino: Academic Press, 2016. 486 p.
48. Hengl T., Reuter H.I. Geomorphometry: concepts, software, applications. Amsterdam: Elsevier. 2008. 772 pp.
49. Jenny H. Factors of Soil Formation: A System of Quantitative Pedology. New York: Dover Publications, 1941. 281 p.
50. Gillin C.P., Bailey S.W., McGuire K.J., Gannon J.P. Mapping of hydropedologic spatial patterns in a steep headwater catchment // Soil Science Society of America Journal. 2015. Vol. 79. No. 2. P. 440–453.
51. Grabs T., Seibert J., Bishop K., Laudon H. Modeling spatial patterns of saturated areas: A comparison of the topographic wetness index and a dynamic distributed model // Journal of Hydrology. 2009. Vol. 373. No. 1–2. P. 15–23.
52. Lidberg W., Nilsson M., Ågren A. Using machine learning to generate high-resolution wet area maps for planning forest management: A study in a boreal forest landscape // Ambio. 2020. Vol. 49. No. 2. P. 475–486.
53. Malone B.P., McBratney A.B., Minasny B. Description and spatial inference of soil drainage using matrix soil colours in the Lower Hunter Valley, New South Wales, Australia // PeerJ. 2018. Vol. 6. P. e4659.
54. McBratney A.B., Santos M.M., Minasny B. On digital soil mapping. Geoderma. 2003. Vol. 117. No. 1–2. P. 3–52.
55. Minasny B., McBratney A.B. Digital soil mapping: A brief history and some lessons // Geoderma. 2016. Vol. 264. P. 301–311.
56. Møller A.B., Iversen B.V., Beucher A., Greve M.H. Prediction of soil drainage classes in Denmark by means of decision tree classification // Geoderma. 2019. Vol. 352. P. 314–329.
57. Odeh I.O.A., McBratney A.B., Chittleborough D.J. Spatial prediction of soil properties from landform attributes derived from a digital elevation model // Geoderma. 1994. Vol. 63. No. 3–4. P. 197–214.
58. Shary P.A., Sharaya L.S., Mitusov A.V. Fundamental quantitative methods of land surface analysis // Geoderma. 2002. Vol. 107. No. 1–2. P. 1–32.
59. Thompson J.A., Pena-Yewtukhiw E.M., Grove J.H. Soil–landscape modeling across a physiographic region: Topographic patterns and model transportability // Geoderma. 2006. Vol. 133. No. 1–2. P. 57–70.
60. Troeh F.R. Landform parameters correlated to soil drainage // Soil Science Society of America Journal. 1964. Vol. 28. No. 6. P. 808–812.
61. Webster R., Burrough P. A Multiple discriminant analysis in soil survey // European Journal of Soil Science. 1974. Vol. 25, No. 1. P. 120–134.
62. Weiss A. Topographic position and landforms analysis // Poster presentation, ESRI user Conference. San Diego, CA, 2001. Vol. 200.
Рецензия
Для цитирования:
Шилов П.М. Топографические условия дренируемости почвенного покрова Владимирского Ополья. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2020;(105):28-56. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-105-28-56
For citation:
Shilov P.M. Topographic conditions of soil drainage of Vladimir Opolie. Dokuchaev Soil Bulletin. 2020;(105):28-56. (In Russ.) https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-105-28-56
Просмотров: 521
Послать статью по эл. почте 
