Спосіб визначення ступеня еродованості грунтів за потужністю втраченого шару

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности почвоведению, и может быть использовано при почвенно-эрозионном картографировании почвенного покрова. Известен способ определения степени эродированности недифференцированных почв, который основан на оценке эрозии почв по количеству потерянной почвы, определяемой по величине обнажения корней от корневой шейки до поверхности почвы. Способ основан на измерении обнаженности естественной кустарниковой растительности или многолетних насаждений [2]. Недостатком способа является невозможность его применения на пахотных почвах, где, естественно, отсутствует природная многолетняя растительность. А особую трудность и необходимость представляет установление степени эродированности именно пахотных почв. Задачей изобретения является обеспечение возможности определения степени эродированности пахотных почв, зависящей от мощности утраченного слоя. Поставленная задача решается тем, что в способе определения эродированности склоновых почв, включающем определение степени эродированности почв по мощности утраченного слоя почвы, согласно изобретению, мощность утраченного слоя определяют как разность между исходным, полученным расчетным путем, значением мощности профиля исследуемой почвы определяемым с помощью методики Брандона на ЭВМ на основании морфологического описания профилей целинных почв с выделением наиболее значащих для образования почвенных профилей факторов в пределах ограниченной территории (не более десятков тысяч га) с последующей их формализацией, и фактической величиной мощности профиля почвы получаемой путем непосредственного измерения мощности отдельных горизонтов или полного профиля при полевом обследовании. На основании длительных исследований были выделены пять наиболее значимых факторов, отвечающи х за образование почвенных профилей в пределах ограниченной территории (не более десятков тысяч га): уклон экспозиция склона материнская порода от 10% глубина вскипания и гранулометрический состав После формализации вышеуказанных факторов расчеты производят с помощью компьютера. Общее выражение расчетной аналитической модели имеет вид влияние более сильного фактора снимается. В каждом конкретном случае выбирается та величина, которая имеет наиболее тесную корреляцию с установленными факторами почвообразования. Общее выражение расчетной аналитической модели для каждого конкретного случая получают п утем простого математического преобразования, подставляя частные уравнения, описывающие значащие факторы в уравнение 1. За основу при проведении расчетов выбирается то уравнение, которое имеет коэффициент множественной корреляции не менее 0,7 и, соответственно, коэффициент детерминации - не менее 0,5. Для каждого уравнения определяют: относительную ошибку модели на основании которой происходит ранжирование факторов по степени значимости; коэффициент множественной корреляции ошибку коэффициента множественной корреляции коэффициент детерминации критерий достоверности Стьюдента Таким образом, представляется следующий порядок действий. В начале обследуют достоверно неэродированные целинные склоновые почвы. На основании достаточного количества данных независимых переменных полученных путем морфологического описания разрезов, расчетным путем для каждой из них получают частное уравнение и соответствующие коэффициенты. Необходимо отметить, что частные уравнения, описывающие независимые переменные, рассчитывают применительно к конкретным случаям определения мощности почвы. Подставляя полученные частные уравнения в уравнение (1), получают уравнения расчетных аналитических моделей, служащих для определения теоретических значений или мощности горизонта или мощности суммарного горизонта или мощности всего профиля почвы, из которых на основании рассчитанных значений коэффициента множественной корреляции и коэффициента детерминации определяют наиболее достоверное выражение, по которому производят расчеты теоретических значений мощности почвы. Фактические значения мощности изучаемого горизонта или профиля почвы получают непосредственно в полевых условиях при морфологическом описании и первого разрезов. Сравнивая значения и по их разности оценивают мощность утраченного слоя и, соответственно, степень эродированности почвы. Доверительные границы определения теоретической мощности устанавливают по относительной ошибке модели путем расчета переходного горизонта или же мощность всего профиля почвы. Для каждого значащего фактора разрабатывается частное уравнение, количественно описывающее его влияние на зависимую величину. Метод Брандона ранжирует факторы по силе их влияния. При определении частного уравнения последующего фактора, Для каждого типа почвы на основе общего выражения (1) разрабатывают соответствующее аналитическое уравнение. Способ осуществляли на территории агрофирмы "Дружба" Шевченковского района Харьковской области (Левобережная Лесостепь где - зависимая переменная, в качестве которой выступает или мощность верхнего генетического гум усового горизонта или суммарная мощность верхнего горизонта Украины). В табл.1 представлены данные результатов исследования склоновых целинных неэродированных почв хозяйства, необходимые для проведения расчетов. В табл.2 - 4 представлены результаты факторного анализа по функциям зависимых переменных профиль) относительно установленных факторов почвообразования (независимые аргументы). Расчетные значения, установленные на базе зависимостей табл.2 - 4, представлены в табл.1. Здесь же показаны фактические мощности почв. Наиболее высокий коэффициент корреляции имеет зависимость мощности суммарного горизонта от значащи х факторов (см. табл.1). Поэтому она берется в качестве рабочей модели. Модель разработана для черноземных почв, образованных дерновым процессом почвообразования. Вычисления проводили следующим образом. На основании данных (табл.1, значения независимых переменных фактических значений мощностей суммарного горизонта всех изучаемых разрезов), введенных в ЭВМ, по методу Брандона получили частные уравнения для каждого из пяти наиболее значащих факторов и соответствующие коэффициенты, необходимые для дальнейших расчетов (табл.3). Подставляя полученные частные уравнения в общее уравнение модели (1), получили уравнение (2), на основании которого проводили расчет теоретических значений мощности суммарного горизонта Значения коэффициентов a, b, c представлены в табл.3. Покажем для примера использования этой расчетной модели: 1. Разрез 18 заложен на целинной неэродированной почве. Склон западной экспозиции крутизной 0,1°. Чернозем типичный среднесуглинистый на лессе. Мо щность гумусово го профиля составляет всего 11см. Почва определяется как короткопрофильная. Если бы эту почву начали обрабатывать, то в пахотный слой несомненно был бы вовлечен и второй переходной горизонт (верхняя часть материнской породы) и при использовании традиционной диагностики эта почва диагностировалась бы как сильно эродированная, по существу не являясь таковой. Теоретическая мощность составляет 11см. Доверительная граница определения теоретической мощности равна +1,5, что говорит о достоверности данных. То есть, пользуясь традиционной диагностикой, почвовед посчитал бы, что и уже утрачены в результате эрозионных процессов. 2. Пахотная почва (разрез 21), расположенная на северном склоне крутизной 5°. Чернозем типичный глубоко вскипающий среднесуглинистый на лессе. Мощность равна 40см. Теоретическая (расчетная) мощность равна 60,1см. То есть утрачено 20см почвы. Доверительная граница определения теоретической мощности составляет +10,4см, что говорит о достоверности полученных нами данных. Следовательно, эта почва является слабосмытой. Без наличия расчетного значения почвовед находился бы в очень затруднительном положении как при диагностике почвы, так и при определении мощности утраченного слоя почвы в результате эрозионных процессов. Таким образом, в обоих примерах ясно видно, что при определении степени эродированности реальна грубая ошибка, если будет отсутствовать значение расчетной мощности почвы. Такая ошибка влечет за собой составление неверной почвенной карты, которая будет положена в основу программы сельскохозяйственного использования почв хозяйства, и программа не будет соответствова ть реальному положению дел. Тем более эта карта не может быть положена в основу инженерного противоэрозионного обустройства склоновых территорий.