Динамика промерзания и оттаивания почвы в агролесоландшафте

В работе представлена динамика промерзания и оттаивания почвы в агролесоландшафте сухостепной зоны. Эти процессы в зимы с неустойчивым снежным покровом имеют свои особенности. Целью данного исследования стало изучение характера промерзания и оттаивания почвы в агролесоландшафте в условиях малоснежной зимы. Наблюдения проводились в зимний период 2020–2021 г. на действующем стоково-эрозионном стационаре в г. Волгоград. Изучение динамики промерзания и оттаивания почвы осуществлялось с помощью мерзлотомеров Данилина, установленных в поле и в центре четырехрядной лесополосы. Одновременно проводили замеры высоты снежного покрова в трехкратной повторности снегомерной рейкой. Погодные условия отличались чередованием оттепелей, способствующих сходу снежного покрова, с заморозками, приводившими к увеличению глубины промерзания почвы. Формирование снежного покрова высотой 10–15 см не повлияло на различия в промерзании почвы. При отсутствии снега на фоне непродолжительной оттепели нижняя граница промерзшего слоя в поле уменьшилась на 11 см, по сравнению с насаждением, которое даже в безлиственном состоянии повлияло на поступление тепловой энергии солнца. Среднее промерзание в конце зимы составило в поле 85 см, в лесополосе – 67 см. Оттаивание в поле происходило быстрее. За первые две недели скорость оттаивания почвы в поле составило в среднем 2.3 см/день, а в лесополосе – 1.3 см/день. После чего глубина промерзания во всем агролесоландшафте сравнялась. За последующие две недели скорость оттаивания увеличилась в два раза. После полного оттаивания почвы в поле в лесной полосе мощность замерзшего слоя составила в среднем 32 см.

1. Барабанов А.Т. Эрозионно-гидрологическая оценка взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования поверхностного стока талых вод и адаптивно-ландшафтное земледелие. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. 188 с.

2. Воронков Н.А. Роль лесов в охране вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 288 с.

3. Гаршинев Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс и лесомелиорация: Экспериментальная оценка, расчет, проектирование. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2002. 220 с.

4. Гордиенко О.А., Иванцова Е.А. Морфологические особенности почвенного покрова склоновых земель юга приволжской возвышенности в пределах урболандшафтов г. Волгограда // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2021. № 106. С. 77–104. DOI: 10.19047/0136-1694-2021-106-77-104.

5. Евсеева Н.С., Петров А.И., Каширо М.А., Квасникова З.Н., Батманова А.С., Хон А.В. Влияние рельефа и растительности на распределение снежного покрова в бассейнах малых рек // Геосферные исследования. 2017. № 4. С. 64–74. DOI: 10.17223/25421379/5/6.

6. Калинин М.И. Лесные мелиорации в условиях эрозионного рельефа. Львов: Вища школа. Изд-во при Львов ун-те, 1982. 279 с.

7. Калюжный И.Л., Лавров С.А. Изменчивость глубины промерзания почвы в бассейне р. Волга и ее влияние на процессы формирования зимнего и весеннего стока при изменениях климата // Метеорология и гидрология. 2016. № 7. С. 58–71.

8. Качинский Н.А. Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимний сезон в лесу и на полевых участках. М.: Изд. Ассоциации Н.-И. Институтов при ф.-м. фак. МГУ, 1927. 168 с.

9. Китредж Дж. Влияние леса на климат, почвы и водный режим. М.: Изд-во Иностранной лит-ры, 1951. 456 с.

10. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.

11. Комиссаров М.А., Габбасова И.М. Эрозия почв при снеготаянии на пологих склонах в южном Предуралье // Почвоведение. 2014. № 6. С. 734–743. DOI: 10.1134/S1064229314060039.

12. Кулик А.В., Гордиенко О.А. Условия формирования поверхностного стока талых вод на склоновых землях юга Приволжской возвышенности // Почвоведение. 2022. № 1. С. 44–54. DOI: 10.31857/S0032180X22010099.

13. Кулик К.Н., Зубов А.Р., Зыков И.Г., Зубов А.А. Методология изучения эрозионных процессов в лесоаграрных и техногенных ландшафтах. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2018. 252 с.

14. Марчик Т.П., Ефремов А.Л. Почвоведение с основами растениеводства: учеб. пособие. Гродно: ГрГУ, 2006. 249 с. URL: https://ebooks.grsu.by/pochva_s_osn_rast/glava-9-teplovye-svojstva-iteplovoj-rezhim-pochv.htm.

15. Осокин Н.И., Сосновский А.В. Пространственное распределение термического сопротивления снежного покрова на территории России и его влияние на промерзание и протаивание грунтов // Лед и Снег. 2016. Т. 56. № 1. С. 52–60. DOI: 10.15356/2076-6734-2016-1-52-60.

16. Петелько А.И., Барабанов А.Т. Влияние контурных стокорегулирующих лесных полос из дуба на эрозионногидрологические показатели на Среднерусской возвышенности // Земледелие. 2018. № 2. С. 26–29. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10206.

17. Петелько А.И., Барабанов А.Т., Лобков В.Т. Противоэрозионные агроприемы при формировании стока талых вод // Природообустройство. 2018. № 1. С. 84–88. DOI: 10.26897/1997-6011/2018-1-84-88.

18. Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.

19. Поташкина Ю.Н., Иванцова Е.А. Влияние полезащитных лесных полос ажурной конструкции на характер снегораспределения // Природные системы и ресурсы. 2021. Т. 11. № 4. С. 31–36. DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2021.4.3.

20. Рихтер Г.Д. Снежный покров, его формирование и свойства. М.: Изд-во Академии наук СССР. 1945. 122 с.

21. Сажин А.Н., Кулик К.Н., Васильев Ю.И. Погода и климат Волгоградской области. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2010. 306 с.

22. Сосновский А.В., Осокин Н.И., Черняков Г.А. Динамика снегозапасов на равнинной территории России в лесу и в поле при климатических изменениях // Лед и Снег. 2018. Т. 58. № 2. С. 183–190. DOI: 10.15356/2076-6734-2018-2-183-190.

23. Субботин А.И. Сток талых и дождевых вод (по экспериментальным данным). М.: Московское отделение Гидрометеоиздата, 1966. 376 с.

24. Хитров Н.Б. Герасимова М.И. Диагностические горизонты в классификации почв России: версия 2021 г. // Почвоведение. 2021. № 8. С. 899–910. DOI: 10.31857/S0032180X21080098.

25. 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. 192 p.

26. Iwata Y., Hirota T., Suzuki T., Kuwao K. Comparison of soil frost and thaw depths measured using frost tubes and other methods // Cold Regions Science and Technology. 2012. № 71. Р. 111–117. DOI: 10.1016/J.COLDREGIONS.2011.10.010.

27. Yanai1 Y., Iwata Y., Hirota T. Optimum soil frost depth to alleviate climate change effects in cold region agriculture // Scientific Reports. 2017. No. 7. 44860. DOI: 10.1038/srep44860.

28. Li Y., Fu Q., Li T., Liu D., Hou R., Li Q., Yi J., Li M., Meng F. Snow melting water infiltration mechanism of farmland freezing-thawing soil and determination of meltwater infiltration parameter in seasonal frozen soil areas // Agricultural Water Management. 2021. № 258. DOI: 10.1016/j.agwat.2021.107165.