CC BY
86
УДК 631.471
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЦИФРОВОЙ ПОЧВЕННОЙ КАРТЫ СЕВЕРНОЙ БАРАБЫ
Константин Станиславович Байков
Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Золо-тодолинская, 101, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, тел. (383)339-98-01, e-mail: [email protected]
Александр Петрович Карпик
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, профессор, тел. (383)343-39-37, e-mail: [email protected]
Юрий Васильевич Кравцов
Новосибирский государственный педагогический университет, 630126, Россия, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28, доктор биологических наук, профессор, тел. (383)244-15-05, e-mail: [email protected]
Сергей Викторович Соловьев
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник, тел. (383)363-90-31, e-mail: [email protected]
Наталья Александровна Шергунова
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, ведущий инженер, тел. (383)363-90-31, e-mail: [email protected]
Алексей Викторович Дубровский
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры кадастра и территориального планирования, заведующий научно-производственным центром «Дигитайзер», тел. (383)361-01-09, e-mail: [email protected].
Использование почвенного покрова Барабинской низменной равнины, в составе которого получили значительное развитие гидроморфные и засоленные почвы, должно проводиться на основе учета закономерностей его пространственной организации. Почвенный покров Барабы, в силу важного значения для развития сельскохозяйственного производства в Новосибирской области, стал предметом детального и многостороннего изучения в середине ХХ века. К настоящему времени накоплен значительный объем фактического материала, на основе которого выполнен анализ и сделаны обобщения по свойствам, режимам, происхождению и развитию барабинских почв и их комплексов. Изученный участок среднемасштаб-ной карты почвенного покрова соответствует полосе земной поверхности в границах лесостепной зоны Барабинской низменной равнины между 55°27' и 55°37' с.ш. и между 75°13' и 78°30' в.д. Такая протяженность позволяет проследить особенности пространственной структуры почвенного покрова в районах развития отрицательных протяженных форм рельефа Барабинской лесостепи и, согласно данным «Почвенно-климатического атласа Новосибирской области», достаточна для выявления влияния атмосферного климата на долготные изменения количественных характеристик структуры почвенного покрова Барабинской лесо-
Россия, ректор,
степи. Анализ цифровой почвенной карты с использованием геоинформационных систем является наиболее результативным способом для количественного сравнения структур почвенного покрова. Коррекция прохождения границ контуров почв осуществляется на основании аэрокосмических методов съемки, в том числе и с использованием беспилотных летательных аппаратов.
Проведенные исследования свидетельствуют о том, что гидроморфные почвы доминируют в структуре почвенного покрова исследуемого фрагмента цифровой карты почв, в северной части Барабинской низменности, где их площадь достигает 90-98 %. Автоморфные почвы имеют небольшую протяженность. Наиболее распространенными типами почв являются солонцы луговые, торфяные болотные низинные глеевые, лугово-черноземные солонцеватые, аллювиально-луговые почвы, черноземно-луговые солонцеватые почвы. Проведенные исследования являются основой для создания адаптивно-ландшафтных земельно-информационных систем. Автоматизация процессов управления сельскохозяйственным производством позволит существенно сократить риски, возникающие из-за неблагоприятных агроклиматических условий на территории Новосибирской области, а также низкой сельскохозяйственной ценности почв.
Ключевые слова: экологические факторы, почвенный покров, количественный анализ, картографические почвенные данные, Барабинская низменная равнина, Новосибирская область, цифровая почвенная карта, адаптивно-ландшафтные земельно-информационные системы, солонцы луговые, лугово-черноземные почвы, торфяные болотные низинные глеевые почвы.
Рациональное использование почвенного покрова Барабинской низменной равнины, в составе которого получили значительное развитие гидроморфные и засоленные почвы, должно проводиться на основе учета закономерностей его пространственной организации. Почвенный покров Барабы, в силу важного значения для развития сельскохозяйственного производства в Новосибирской области, стал предметом детального и многостороннего изучения в середине ХХ в. К настоящему времени накоплен значительный объем фактического материала, на основе которого выполнен анализ и сделаны обобщения по свойствам, режимам, происхождению и развитию барабинских почв и их комплексов [1-5].
Характерные черты пространственного размещения почв Барабы нашли отражение в ряде публикаций [6-9]. В границах лесостепной зоны изучен компонентный состав, даны оценка и количественное сравнение структур почвенного покрова разных геоморфологических районов Барабинской равнины [6]. Материалы этого почвенного обследования на семи ключевых участках позволили авторам проследить влияние геоморфологического фактора на местные особенности почвенного покрова изучаемых регионов Барабы. Такие работы весьма трудоемки, требуют больших объемов полевых исследований. Вместе с тем, для выявления влияния геологического, гидрологического и, особенно, климатического факторов на пространственную организацию почвенного покрова Барабы достаточно сопряженного анализа почвенной, климатических, гидрологических карт среднего масштаба. По результатам анализа средне-масштабной карты были установлены ассоциированные группы почв (корреляционные плеяды) для участков северной лесостепи, подтайги и южной тай-
ги, показана полная перестройка состава почвенных спектров для этих природных подзон [7, 9].
Несмотря на отдельные публикации по данной теме, закономерности пространственной организации комплексного почвенного покрова Барабинской низменной равнины под влиянием экологических факторов до сих пор являются слабо изученными, особенно в районах развития отрицательных линейных форм рельефа Барабы - древних ложбин, занятых современными речными долинами.
Цель настоящего исследования - провести анализ количественных признаков и выявить региональные особенности пространственного разнообразия почвенного покрова в районах развития пониженных протяженных форм мезорельефа на южной окраине Северо-Барабинской увалисто-котловинной слабо наклонной равнины и смежной полосе Центрально-Барабинской гривно-увалистой низменной равнины, подверженных влиянию разных экологических факторов.
Объект и методы исследования
Район объекта исследования расположен на южной окраине Северо-Барабинской увалисто-котловинной слабо наклонной равнины и на северных пределах Центрально-Барабинской гривно-увалистой низменной равнины [8]. Границей между этими районами является долина реки Омь. Изученный участок среднемасштабной карты почвенного покрова [7] соотвествует полосе земной поверхности в границах лесостепной зоны Барабинской низменной равнины между 55°27' и 55°37' с.ш. и между 75°13' и 78°30' в.д. Максимальная протяженность изучаемого участка в масштабе выбранной карты составила 200 км с запада на восток и 20 км с севера на юг (рис. 1).
Рис. 1. Космический снимок района объекта исследования
Такая протяженность позволяет проследить особенности пространственной структуры почвенного покрова в районах развития отрицательных протяженных форм рельефа Барабинской лесостепи и, согласно данным [7], достаточна для выявления влияния атмосферного климата на долготные изменения количественных характеристик структуры почвенного покрова Барабинской лесостепи. Изученный фрагмент карты описывает почвенный покров на участке
земной поверхности с несколькими ложбинами древнего стока, простирающимися с В-СВ на З-ЮЗ. Здесь расположен участок среднего течения р. Омь, выводящей воды на запад, за пределы Барабинской низменной равнины. К этим ложбинам древнего стока приурочены современные долины правых притоков Оми - рек Тартас, Кама, Ича, Узакла. Они характеризуются шириной до нескольких десятков километров, небольшой глубиной (до 10 м), переувлажнением и заболоченностью. Между ними имеются увалы с плоской, слабо дренируемой поверхностью.
В геоморфологическом отношении основная часть данной территории относится к Центрально-Барабинской низменности [7]. Осевая часть исследуемого региона представляет собой слабо выраженную долину реки Омь с прерывистыми участками поймы и террасированных склонов. Севернее долины расположены Омь-Тарский и Ича-Тартасский геоморфологические районы названной низменности, южнее - Омь-Чановский район; восточная окраина изучаемой полосы местности входит в состав Омь-Чулымского геоморфологического района Центрально-Барабинской низменности. Омь-Тарский район представляет собой плоско-западинную пониженную равнину, поверхность которой осложнена многочисленными замкнутыми котловинами с бессточными озерами и гривами барабинского типа. Его поверхность выполнена четвертичными суглинками и глинами. Плоская равнина Ича-Тартасского района хорошо дренирована реками, отличается распространением грив тармакульского типа; плоские водоразделы характеризуются небольшими уклонами и заболоченностью. На поверхности района развиты четвертичные суглинки. Омь-Чановский район отличается преобладанием котловинно-гривного рельефа, в его пределах типичны гривы тармакульского типа. Близким залеганием неогеновых осадочных пород к земной поверхности, вероятно, может быть объяснено современное засоление почв. Поверхность перекрыта четвертичными озерными и озерно-аллювиальными отложениями. Омь-Чулымский район представляет собой хорошо дренированную реками увалисто-низменную равнину с гривными формами рельефа юго-западного направления. Поверхность района выполнена четвертичными озерно-аллювиальными суглинками. Крайний запад изучаемого региона расположен в пределах долины реки Омь, а также на территории При-иртышского геоморфологического района Западно-Барабинской равнины. Этот район представляет собой слабо волнистую пониженную равнину с редкими котловинами озер и котловинообразными западинами на ее поверхности [7].
Глубина залегания грунтовых вод составляет на междуречных пространствах наиболее дренированной восточной части района исследования 4-6 м, на остальной части междуречий - 2-4 м, в речных долинах - 0,5-2,0 м.
Территория исследования размещена в полосе контакта северной и южной лесостепи. Границы природных зон и подзон определены по атласу «Природное районирование и современное состояние почв Новосибирской области» [8].
Установление региональных особенностей пространственной организации почвенного покрова Барабы производилось количественными методами сред-немасштабной (масштаб 1 : 1 000 000) карты «Почвы Новосибирской области» [7]. Были изучены состав и количественные особенности почвенных композиций по картографическим данным. Различия в составе и площадных характеристиках были сопоставлены с местными условиями почвообразования.
Масштаб карты не позволяет учитывать малые по площади контуры почв, которые могут быть дополнительно проанализированы по крупномасштабным картографическим данным. Данные среднемасштабных почвенных карт дают возможность определить влияние мезо- и макроформ рельефа, а также климатических факторов на пространственное размещение основных компонентов почвенных композиций и выполнить биоклиматическую группировку территориальных выделов по особенностям структуры почвенного покрова.
Выбранный фрагмент карты был разделен на 10 равноразмерных участков с длиной ребра 20 мм, соответствующего 20 км земной поверхности (рис. 2). Участки пронумерованы с запада на восток. Размер участков выбран эмпирически, с учетом конкретного картографического рисунка.
Рис. 2. Изученный фрагмент цифровой почвенной карты
Долевое участие определено площадным способом в процентах, на основе цифровой версии среднемасштабной карты. Применены инструментальные средства ArcGIS, MapInfo и Global Mapper. Сокращения названий компонентов почвенных композиций на рисунках и в таблицах соответствуют опубликованным картографическим данным [7].
Количественная мера сходства участков по признакам структуры почвенного покрова рассчитана по числу общих компонентов почвенных композиций, а также по формуле Жаккара [10]: Кf = с / (a + b - c), где К - коэффициент сходства П. Жаккара; a - общее число компонентов на первом участке; b - на втором участке; с - число компонентов, общих для двух участков.
В составе композиции выделяется набор наиболее характерных почв, которые анализировались отдельно от остальных. Характерные компоненты почвенной композиции имеют сравнительно высокие значения средней доли участия во всем изученном фрагменте карты. Наиболее репрезентативным участ-
ком можно считать такой, на котором имеются все характерные компоненты почвенной композиции в долях, близких к средним по выборке. Выбор наиболее репрезантивного участка дает возможность впоследствии проводить количественный анализ больших массивов данных методом свертывания однородной информации и вскрывать биоклиматические тренды в общей структуре почвенного покрова крупного региона.
Результаты исследования и их обсуждение
Суммарный набор проанализированных 10 участков среднемасштабной почвенной карты (см. рис. 1) включает 23 таксономические почвенные единицы (ТПЕ). Набор одного участка содержат от 10 до 12 ТПЕ, то есть примерно половину от суммарного набора (таблица). Следовательно, репрезентативность (представительность) отдельного участка по составу ТПЕ относительно невысокая, что обусловлено особенностями геолого-геоморфологических условий формирования почв. Доминирующими формами мезорельефа на обследуемой территории являются фрагменты системы древних ложбин, занятых в настоящее время долинами реки Омь и ее притоков с прерывистыми участками пойм и террасированных склонов, и выполненные тяжелыми почвообразующими и подстилающими породами низменные, слабо расчлененные междуречные пространства с бессточными котловинами.
Согласно проанализированным картографическим данным, отличительная особенность почвенного покрова Барабинской лесостепи в бассейне р. Омь заключается в полном доминировании гидроморфных почв. Суммарно этими почвами занято 93,7% общей площади (см. таблицу), в пределах участков 4, 7 и 8 - 98-99% земной поверхности. Указанные участки расположены на территории древних заболоченных ложбин, отделенных друг от друга междуречным Ича-Тартасским увалом. Господство здесь гидроморфных почв обусловлено неглубоким залеганием грунтовых вод в пределах слабо расчлененной земной поверхности в условиях оптимального атмосферного увлажнения, а также развитием вытянутых отрицательных форм рельефа, занятых в настоящее время речными долинами.
В границах 7 из 10 квадратов протекает река Омь, у двух участков русло Оми проходит вдоль их границ. Правые притоки Оми, приуроченные к древним ложбинам, пересекают территорию пяти выделенных участков. Следовательно, картографические данные соответствуют области развития речных долин в древних ложбинах, в ландшафтном отношении - долинно-водо-раздельной местности.
Количественные особенности картографических почвенных данных
в квадратах 1-10
ТПЕ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
СЛ 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 8,4 0,8 0,0 0,0 0,0 2 0,92
Чв 5,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1 0,53
ЧоСД 0,0 0,0 5,0 2,0 0,2 0,0 0,0 1,4 4,0 3,0 6 0,96
ЧоСН 9,6 5,5 0,0 0,0 2,1 11,9 0,2 0,0 0,0 1,4 6 3,67
Чл 2,4 0,0 0,1 2,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3 0,52
Чл+СкЛ 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1 0,01
ЧлСД 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,3 1,4 2 1,17
ЧлСН 10,2 15,0 22,5 13,2 36,8 15,5 8,5 7,5 0,0 8,2 9 13,75
ЧлСН+СдЛ 1,0 18,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2 1,95
ЧлСН+СнЛ 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,4 25,6 2 2,90
Лч 0,0 2,5 3,2 14,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3 1,98
ЛчСН 2,5 0,0 0,02 1,0 3,3 3,2 0,4 6,8 22,0 22,8 9 6,21
Лг 10,9 10,8 5,4 0,0 6,3 0,0 0,0 0,0 0,4 6,8 6 4,06
ЛгСД 0,0 0,0 0,6 2,2 0,02 9,4 0,0 0,0 0,0 0,0 4 1,22
ЛгСН 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 17,3 21,5 1,8 0,0 0,0 4 4,12
ЛгЗ 18,6 2,2 9,3 2,5 0,0 0,0 5,1 9,8 7,6 0,0 7 5,51
Бл 0,0 0,0 9,1 2,5 10,6 10,3 0,0 8,5 8,5 4,9 7 5,44
Бл+СкЛ 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,9 0,0 0,0 0,0 0,0 1 0,49
Ал 23,0 17,1 14,3 14,7 8,8 17,7 21,0 5,1 0,0 9,7 9 13,15
ТнГ 0,0 1,4 9,7 21,0 17,2 0,7 26,7 29,2 33,4 0,4 9 13,98
Сн 0,0 0,0 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0 13,0 0,1 0,0 3 1,34
СнЛ 16,0 26,1 20,8 23,6 7,6 0,6 15,6 16,8 10,3 14,7 10 15,20
СкЛ 0,5 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 1,1 4 0,26
Сумма ТПЕ 12 10 12 12 11 11 10 10 10 12 - 100,00
Примечание. ТПЕ - таксономические почвенные единицы, сокращения которых даны по легенде карты «Почвы Новосибирской области» [7]: СЛ - серые лесные; Чв - черноземы выщелоченные; ЧоСД - черноземы обыкновенные осо-
сн
лоделые; Чо - черноземы обыкновенные солонцеватые; Чл - лугово-черноземные; Чл+СкЛ - лугово-черноземные + солончаки луговые; ЧлСД - лу-
сн
гово-черноземные осолоделые; Чл - лугово-черноземные солонцеватые;
сн л сн л
Чл +Сд - лугово-черноземные солонцеватые + солоди луговые; Чл +Сн -
лугово-черноземные солонцеватые + солонцы луговые; Лч - черноземно-
сн сд
луговые; Лч - черноземно-луговые солонцеватые; Лг - луговые; Лг - луговые осолоделые; ЛгСН - луговые солонцеватые; ЛгЗ - луговые засоленные; Бл - лугово-болотные; Бл+СкЛ - лугово-болотные + солончаки луговые; Ал -аллювиально-луговые; ТнГ - торфяные болотные низинные глеевые; Сн - солонцы; СнЛ - солонцы луговые; СкЛ - солончаки луговые. 1—10 - участки кар-
ты (квадраты), 11 - постоянство ТПЕ, 12 - усредненная доля ТПЕ в пересчете на один участок.
СД СН
Единицами автоморфных почв (СЛ, Чв, Чо и Чо в таблице) занято от 1 до 20,3 % территории квадратов (6,3 % общей площади района исследований - 8общ). Максимальная суммарная доля автоморфных почв отмечается в квадрате 6 (20,3 %), что можно объяснить его положением на территории Ича-Тартасского междуречного увала, поверхность которого хорошо дренирована реками и осложнена гривами тармакульского типа [7]. Среди автоморфных почв преобладают черноземы обыкновенные солонцеватые (3,7 % площади территории). Согласно среднемасштабным картографическим данным, они присутствуют на восьми участках, с наибольшим удельным в квадратах 6, 1 и 2. Второе место по площади занимают черноземы обыкновенные осолоделые (0,96 % 8общ), с постоянством 0,6 (6 из 10 квадратов). Серые лесные почвы уступают им в площадях (0,92 %) и особенно - в постоянстве (только 0,2; участки 6 и 7). Черноземы выщелоченные представлены только в квадрате 1 (0,53 %).
Гидроморфные почвы в 10 квадратах проанализированного фрагмента карты представлены 15 ТПЕ и четырьмя вариантами нерасчлененных комплексов. Наиболее распространены солонцы луговые (постоянство 1,7; 15,2 % 8общ). Постоянное присутствие солонцов луговых обусловлено соответствием фрагмента карты слабо расчлененным междуречьям Омь-Чановского геоморфологического района с неглубоким залеганием грунтовых вод.
Постоянство 0,9 характерно для торфяных болотных низинных глеевых почв (14 % 8общ), лугово-черноземных солонцеватых (13,8 %, а вместе с единицами комплексов нерасчлененных лугово-черноземных солонцеватых, солодей луговых и солонцов луговых - 18,6 %), аллювиально-луговых (13,2 %), черно-земно-луговых солонцеватых почв (6,2 % 8общ). Суммарно пятью наиболее распространенными ТПЕ гидроморфных почв занято 67,2 % 8общ. Все они тяготеют к относительно дренированной древней ложбине, занятой в настоящее время долиной реки Омь.
Картографические контуры торфяных болотных низинных глеевых почв наиболее широко представлены в фрагментах карты, соответствующих на местности переувлажненной ложбине, занятой средним течением реки Оми (квадраты 7 - 9; 26,7 - 33,4 % площади квадрата). Лугово-черноземные солонцеватые почвы отдельно и в составе нерасчлененных комплексов с соло-дями луговыми и солонцами луговыми лучше развиты дренированных участках древней ложбины (соответственно, квадраты 2, 5 и 10; 33,5-36,8 % площади квадрата).
По постоянству, или частоте встречаемости, выделена характерная почвенная плеяда, включающая почвы, наиболее распространенные в северозападном секторе Барабинской лесостепной низменной равнины: солонцы луговые (постоянство 1,0); торфяные болотные низинные глеевые (0,9), лугово-
черноземные солонцеватые (0,9), аллювиально-луговые почвы (0,9), чернозем-но-луговые солонцеватые почвы (0,9).
По соотношению долей почв, входящих в характерную плеяду, выбран наиболее репрезентативный 4-й квадрат карты. Он более других соответствует усредненной доле почв в пересчете на один квадрат.
По присутствию ТПЕ в квадратах рассчитано их сходство друг с другом. Для определения количественной меры сходства применена формула Жаккара. Согласно полученным данным, наиболее обособлены квадраты 1 и 9. Это обусловлено тем, что квадрат 1 расположен в зоне контакта Северо-Барабинской увалисто-котловинной слабонаклонной равнины и Центрально-Барабинской гривно-увалистой низменной равнины [8]. Он диагностируется по наличию черноземов выщелоченных и нерасчлененных комплексов из лугово-черноземных почв и солончаков луговых, которые отсутствуют в других квадратах.
Квадрат 9 характеризуется отсутствием аллювиально-луговых почв (они имеются во всех остальных квадратах), высокой долей лугово-черноземных осолоделых почв (10,3 %) и торфяных болотных низинных глеевых почв (33,4 %), что связано с положением его территории за пределами долины р. Омь.
Обобщая полученные количественные показатели, можно констатировать, что западный участок выбранного фрагмента почвенной карты характеризуется наличием черноземов выщелоченных и нерасчлененных комплексов лугово-черноземных солонцеватых и солодей луговых, нарастанием доли луговых почв. Восточные квадраты диагностируются по лугово-черноземным осолоделым почвам, нерасчлененным комплексам лугово-черноземных солонцеватых почв и солонцов луговых, сокращению доли лугово-болотных и аллювиально-луговых почв. Такое размещение почв обусловлено влиянием на почвенный покров разных комбинаций экологических факторов, регулирующих основные почвообразовательные процессы.
Проведенные исследования являются основой для создания адаптивно-ландшафтных земельно-информационных систем (АЛЗИС). Основными этапами формирования АЛЗИС являются [11-14]: создание крупномасштабных цифровых планов и карт на территорию сельскохозяйственных угодий; проведение почвенных и геоботанических обследований территории, создание цифровых почвенных карт; исследование методами адаптивно-ландшафтного проектирования качественных и количественных характеристик территории, составление цифровой карты агроэкологических типов земель; выполнение землеустроительных работ на основе агроландшафтного районирования; внедрение полученных данных в агропромышленный комплекс региона (рис. 3).
Рис. 3. Элементы структуры геоинформационного обеспечения агроэкологического землепользования
Автоматизация процессов управления сельскохозяйственным производством позволит существенно сократить риски, возникающие из-за неблагоприятных агроклиматических условий на территории Новосибирской области, а также низкой сельскохозяйственной ценности почв [15]. При этом АЛЗИС может выступать в роли элемента базовой системы мониторинга земель.
Выводы
1. Анализ цифровой почвенной карты средствами ГИС представляет собой эффективный инструмент количественного анализа структуры почвенного покрова. Для уточнения границ почвенных контуров целесообразно применение аэрофотосъемки с помощью современных моделей беспилотных летательных аппаратов [16, 17].
2. Гидроморфные почвы (включая полугидроморфные) доминируют в структуре почвенного покрова (90-98 % площади квадрата). Автоморфные почвы занимают небольшие по площади хорошо дренированные участки водоразделов.
3. Наибольшим постоянством характеризуются: солонцы луговые, торфяные болотные низинные глеевые почвы, лугово-черноземные солонцеватые, аллювиально-луговые, черноземно-луговые солонцеватые почвы. По долевому участию почв с высоким постоянством 4-й квадрат определен как наиболее типичный для данного фрагмента карты.
4. Крайние западные и крайние восточные квадраты полосы (1-2 и 9-10) наиболее отличны по структуре почвенного покрова от остальных. Квадраты 1 и 2 диагностируются по присутствию черноземов выщелоченных и нерасчле-ненного комплекса лугово-черноземных солонцеватых почв и солодей луговых. Для крайних восточных участков характерны лугово-черноземные осолоделые почвы, нерасчлененные комплексы лугово-черноземных солонцеватых почв и солонцов луговых, снижение доли аллювиально-луговых почв.
5. Проведенный количественный анализ почв Северной Барабы может быть использован при проведении кадастровой оценки сельскохозяйственных земель. Кроме того, технология выполнения данных исследований является основой для создания методических рекомендаций по комплексной оценке сельскохозяйственных земель Российской Федерации, в части определения типов почв, их площадных и качественных характеристик [12, 18].
6. Создание и развитие АЛЗИС позволит повысить уровень продовольственной безопасности Российской Федерации, а также является элементом системы базового мониторинга земель [14].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Базилевич Н. И. Типы засоления природных вод и почв Барабинской низменности // Тр. Почв. ин-та им. В. В. Докучаева. - 1953. - Т. 36. - С. 172-435.
2. Почвы Новосибирской области. - Новосибирск, 1966. - 422 с.
3. Структура и функционирование биогеоценозов Барабы. - Новосибирск. Т. 1, 1974. 307 с. Т. 2, 1976. - 496 с.
4. Казанцев В. А. Проблемы педогалогенеза (на примере Барабинской равнины). -Новосибирск, 1998. - 192 с.
5. Хмелев В. А. Танасиенко А. А. Земельные ресурсы Новосибирской области и пути их рационального использования. - Новосибирск, 2009. - 348 с.
6. Смоленцев Б. А., Вологжина О. В. Пространственная и функционально-генетическая характеристика почвенных комбинаций Барабинской равнины // Сибирский экологический журнал. - 2004. - № 3. - С. 355-366.
7. Почвы Новосибирской области : карта (масштаб 1 : 1000 000). - Новосибирск, 2007. -1 л.
8. Природное районирование и современное состояние почв Новосибирской области (атлас) / Под ред. К. С. Байкова. - Новосибирск, 2010. - 20 с.
9. Закономерности пространственного размещения почв в полосе контакта южной тайги и лесостепи (Западная Сибирь) / К. С. Байков, С. В. Соловьев, Н. А. Шергунова, Я. Г. Пошивайло, Ю. В. Черненко // Научные перспективы XXI века: Достижения и перспективы нового столетия. - Новосибирск, 2014. - № 6. - С. 71-75.
10. Шмидт В. М. Статистические методы в сравнительной флористике. - Л., 1980. - 176 с.
11. Власенко А. Н., Добротворская Н. И., Иодко Л. Н. Модель адаптивно-ландшафтного земледелия и агротехнологий (на примере ФГУП «Кремлевское» Коченевско-го района Новосибирской области) : метод. пособие. - Рос. Акад. с.-х. наук. Сиб. регион. отд-ние. Сиб. науч.-исслед. ин-т земледелия и химизации сел. хоз-ва. ФГУП «Кремлевское»; под общ. ред. В. И. Кирюшина. - Новосибирск, 2012. - 223 с.
12. Добротворская Н. И., Дубровский А. В., Середович В. А. Разработка геоинформационной основы системы адаптивно-ландшафтного земледелия // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 3, ч. 2. - С. 125-132.
13. Дубровский А. В., Троценко Е.С. Опыт использования геоинформационных технологий при проектировании систем адаптивно-ландшафтного земледелия на территорию НСО // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 3. - С. 64-68.
14. Структура геоинформационного обеспечения агроэкологического землепользования в условиях рискованного земледелия / А. В. Добротворская, Е. С. Дубровский, С. Ю. Троценко, С. Ю. Капустянчик // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2014. Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 8-18 апреля 2014 г.). - Новосибирск : СГГА, 2014. Т. 2. - С. 64-73.
15. Дубровский А. В., Троценко Е. С. Геоинформационная поддержка раннего прогнозирования кризисных ситуаций в сельскохозяйственном производстве // Науч. конгр. СИББЕЗОПАСНОСТЬ-СПАССИБ-2012 : сб. материалов (Новосибирск, 25-27 сентября 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. - С. 57-61.
16. Карпик А. П., Ветошкин Д. Н., Архипенко О. П. Совершенствование модели ведения государственного кадастра недвижимости в России // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 3 (23). -С. 53-60.
17. Жарников В. Б. Рациональное использование земель как задача геоинформационного пространственного анализа // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 3 (23). - С. 77-82.
18. Кирюшин В. И. Экологические основы земледелия. - М. : Колос, 1996. - 367 с.
Получено 07.11.2016
© К. С. Байков, А. П. Карпик, Ю. В. Кравцов, С. В. Соловьев, Н. А. Шергунова, А. В. Дубровский, 2016
QUANTITATIVE ANALYSIS IN DIGITAL SOIL MAPPING FOR NORTHERN BARABA
Konstantine S. Baikov
Central Siberian Botanical Garden SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 101 Zolotodolinskaya St., D. Sc., Chief Scientific Officer, tel. (383)339-98-01, e-mail: [email protected]
Alexander P. Karpik
Siberian University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., D. Sc., Professor, Rector, tel. (383)343-39-37, e-mail: [email protected].
Yuri V. Kravtsov
Novosibirsk State Pedagogical University, 630126, Russia, Novosibirsk, 28 Viluiskaya St., D. Sc., Professor, tel. (383)244-15-05, e-mail: [email protected]
Sergey V. Soloviev
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 8/2 Akad. Lavrent'ev Pr., Ph. D., Research Associate, tel. (383)363-90-31, e-mail: [email protected]
Natalia A. Shergunova
Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 8/2 Akad. Lavrent'ev Pr., Chief Engineer, tel. (383)363-90-31, e-mail: [email protected]
Alexey V. Dubrovsky
Siberian University of Geosy stems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Associate Professor, Department of Cadastre and Spatial Planning, Head of the Scientific and Production Center «Digitizer», tel. (383)361-01-09, e-mail: [email protected].
Rational using of soil cover in Baraba lowland plain with dominative development of hydro-morphic and saline soils must be take of knowledges on its spatial structure. Soil cover of Baraba is very important for agricultural activity in Novosibirsk Region, so it was studied so well during 20th centuary. Now we have significant data on properties, regimes, genesis for main types of soils ans soil complexes in Baraba lowland plain. Influence of ecological factors on the spatial organization of Baraba soil cover is not open in detail, especially in lowland relief forms such as drains and river beds. The part middle-scale map under investigation is on the south periphery of North-Baraba between 55°27'N and 55°37'N and 75°13'E - 78°30'E and correspones 200 km from W to E and 20 km from N to S. Such size gives to see the main particularities in spatial structure of Baraba soil cover and is enouth to determine the influence of climate on sublongitudine trends in quantitative states of soil cover components in Baraba forest steppe. Analysis of digital soil map using GIS means is the most resultative way for quantitative comparison in soil cover structure. Correction of soil contour limits is available now by aerophoto registration on unmanned flying machines. Hydromorphic soils (including subhydromorphic) dominate in soil cover structure of selected fragment of digital soil map for northern forest steppe in Baraba lowland plain where they have 90-98% of a square. Automorphic soils have a little contours on well grenaged upper parts of landscape. The most common there are solonetzes meadows, peats low moor gleic soils, meadow-chernozemic solonetzic soils, meadow alluvial, chernozemic-meadows solonetzic soils. The studies are the basis for the creation of adaptive-landscape-land information systems. Automation of agricultural production management processes will significantly reduce the risks arising from the adverse agro-climatic conditions in the territory of the Novosibirsk region, and the low agricultural value of soils.
Key words: ecological factors, soil cover, quantitative analysis, mapping soil data, Baraba lowland plain, Novosibirsk region, digital soil map, adaptive-landscape-land information systems, solonetz meadow, chernozem meadow, peats low moor gleic soils.
REFERENCES
1. Bazilevich, N. I. (1953). Tipy zasoleniya prirodnykh vod i pochv Barabinskoy nizmennosti [Types of salinity of natural waters and soils of the Baraba Lowland]. Moscow: Soil Institute V. V. Dokuchaeva [in Russian].
2. Pochvy Novosibirskoy oblasti [The soils of the Novosibirsk region]. (1966). Novosibirsk [in Russian].
3. Struktura i funktsionirovanie biogeotsenozov Baraby [The structure and functioning of ecosystems Baraba]. (1974). Novosibirsk [in Russian].
4. Kazantsev, V. A. (1998). Problemy pedogalogeneza (na primere Barabinskoy ravniny) [Pedogalogeneza problems (for example, Baraba plains)]. Novosibirsk [in Russian].
5. Khmelev, V. A., & Tanasienko, A. A. (2009). Zemel'nye resursy Novosibirskoy oblasti i puti ikh ratsional'nogo ispol'zovaniya [Land resources of the Novosibirsk region and ways of their rational use]. Novosibirsk [in Russian].
6. Smolentsev, B. A., & Vologzhina O. V. (2004). The spatial and functional-genetic characterization of soil combinations Baraba plains. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Siberian Journal of Ecology], 3, 355-366 [in Russian].
7. Pochvy Novosibirskoy oblasti (Karta). [The soils of the Novosibirsk region (Map)]. (2007). Novosibirsk [in Russian].
8. Baykov, K. S. (2010). Prirodnoe rayonirovanie i sovremennoe sostoyanie pochv Novosibirskoy oblasti (Atlas) [Natural zoning and the current state of the soils of the Novosibirsk region (Satin)]. Novosibirsk [in Russian].
9. Baykov, K. S., Solov'ev, S. V., Shergunova, N. A., Poshivaylo, Ya. G., & Chernenko, Yu. V. (2014). Patterns of spatial distribution of soils in the band contact southern taiga and forest-steppe (Western Siberia). Nauchnye perspektivy XXI veka: Dostizheniya i perspektivy novogo stoletiya [Scientific Perspectives XXI Century: Achievements and Prospects of the New Century], 6, 71-75 [in Russian].
10. Shmidt, V. M. (1980) Statisticheskie metody v sravnitel'noy florist Статистические методы в сравнительной флористике [Statistical methods in comparative floristry]. Leningrad [in Russian].
11. Vlasenko, A. N., Dobrotvorskaya N. I., & Iodko L. N. (2012). Model' adaptivno-landshaftnogo zemledeliya i agrotekhnologiy (na primere FGUP «Kremlevskoe» Kochenevskogo rayona Novosibirskoy oblasti) [Model adaptive landscape of agriculture and agro-technologies (for example, Federal State Unitary Enterprise "Kremlin" Kochenyovsky District of Novosibirsk Region)]. Novosibirsk [in Russian].
12. Dobrotvorskaya, N. I., Dubrovskiy, A. V., & Seredovich, V. A. (2011). Development of information base system of adaptive-landscape agriculture. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2011: T. 3. [Proceedings of Interexpo GEO-Siberia-2011: Vol. 3.] (pp. 125-132). Novosibirsk: SSGA [in Russian].
13. Dubrovskiy, A. V., & Trotsenko, E. S. (2012). Experience in the use of geoinformation technologies in the design of adaptive-landscape systems of agriculture in the territory of the NSO. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2012: Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii: T. 3. Ekonomicheskoe razvitie Sibiri i Dal'nego Vostoka. Ekonomika prirodopol'zovaniia, zemleustroistvo, lesoustroistvo, upravlenii e nedvizhimost'iu [Proceedings of Interexpo GEO-Siberia-2012: International Scientific Conference: Vol. 3. Economic Development of Siberia and the Far East. Enviromental Economics, Land Management, Forestry Management and Property Management]. (pp. 64-68). Novosibirsk: SSGA [in Russian].
14. Dobrotvorskaya N. I., Dubrovskiy, A. V., Trotsenko, E. S., & Kapustyanchik, S. Yu. (2014). The structure of the geoinformation support agroekolocal land use in terms of risky agriculture. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2014: Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii: T. 2. Ekonomicheskoe razvitie Sibiri i Dal'nego Vostoka. Ekonomika prirodopol'zovaniia, zemleustroistvo, lesoustroistvo, upravlenii e nedvizhimost'iu [Proceedings of Inter expo GEO-Siberia-2014: International Scientific Conference: Vol. 2. Economic Development of Siberia and the Far East. Enviromental Economics, Land Management, Forestry Management and Property Management]. (pp. 64-73). Novosibirsk: SSUGT [in Russian].
15. Dubrovskiy, A. V., & Trotsenko, E. S. (2012) Geoinformation support for early prediction of crises in agricultural production. In Sbornik materialov nauchogo kongressa SIBBEZOPASNOST''-SPASSIB-2012 [Proceedings of Science Congress Sibsecurity-SibRescue-2012]. (pp. 57-61). Novosibirsk: SSGA [in Russian].
16. Karpik, A. P., Vetoshkin, D. N., & Arkhipenko, O. P. (2013). Improving the model of maintaining the state cadastre of real estate in Russia. Vestnik SSGA [Vestnik SSGA], 3(23), 53-60 [in Russian].
17. Zharnikov, V. B. (2013). Rational use of land as a problem of spatial analysis of information .VestnikSSGA [VestnikSSGA], 3(23), 77-82 [in Russian].
18. Kiryushin, V. I. (1996) Ekologicheskie osnovy zemledeliya [Ecological bases of agriculture] . Moscow: Kolos [in Russian].
Received 07.11.2016
© C. S. Baikov, A. P. Karpik, Yu. V. Kravtsov, S. V. Soloviev, N. A. Shergunova, A. V. Dubrovsky, 2016
