CC BY
28
СВОЙСТВА ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ НАСАЖДЕНИЙ
ЗАПАСЫ ВЕЩЕСТВА В ПРОФИЛЯХ ЛЕСНЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
В.Д. ЗЕЛИКОВ, к.с.-х.н., профессор кафедры почвоведения МГУЛа
Многие природные ресурсы оцениваются в единицах массы, объема, площади, расхода.
Лесное хозяйство, занимая громадную территорию, обладает двумя видами природных ресурсов: почвенными и лесными. При учете, оценке и расходе лесных ресурсных запасов, чаще используются единицы площади и объема и реже массы, которой выражаются некоторые виды побочного пользования, количество элементов питания и доз используемых химикатов.
Почвенные ресурсы, чаще всего, оцениваются в единицах площади и относительной оценки уровня почвенного плодородия - баллах, классах качества, бонитетах, урожайности различных почв. Почвенные
характеристики, благодаря большему набору признаков и свойств, многослойности почв, включают различные единицы измерения, в том числе: химические, физико-химические, агрохимические, а также единицы объема, массы, проценты.
Все это затрудняет использование материалов почвенного обследования как в практической деятельности лесного хозяйства, так и в оценке запасов почвенных веществ в единицах массы и объема, необходимых для отражения лесных и почвенных ресурсов в единой системе измерения.
Материалом послужили результаты почвенных обследований кафедры, а также Солнечногорской и Центральной почвеннохимических лабораторий, данные, представ-
ленные Московским областным управлением лесного хозяйства, а также данные анализов части почвенных разрезов, взятых во время работ по картографированию лесных почв Московской области совместно с 1-й и 7-й лесоустроительными экспедициями, были использованы и литературные данные. Каждый разрез имел описание, результаты химанализа и данные круговых пробных площадей, заложенных в насаждениях старше 50 - 70 лет вокруг разреза. Для оценки почв Московской области была проведена группировка проб по почвам, мехсоставу, степени увлажнения, позднее отбирались пробы однородные прежде всего по мехсоставу. Материал подвергался корреляционному анализу с целью установления связи между свойствами почв и высотой насаждений. Было установлено, что наибольшее число корреляционных коэффициентов наблюдается между средневзвешенными по мощности горизонтов свойствами почвенного профиля и высотой основных лесообразующих пород. Отобранные признаки и свойства были использованы для бонитировки почв. В данной статье приводятся лишь статистически достоверные средние по каждому установленному свойству. Всего было отобрано более 1200 проб с не менее чем 15-20 кратной повторностью для вычисления каждого свойства по каждому горизонту почв. Эта работа проводилась в период с 1962 по 1975 гг. Запасы определялись в следующей последовательности: вычисление средневзвешенных свойств (СВ) профиля почв по средней мощности почвенных горизонтов, выраженных в сантиметрах (см) по формуле СВ = (св ■ А\см + св ■ А2.см + св- АН Всм + се ■ Всм) I / (А\см + А2см + АН Всм + Всм) вычисление общей массы почвенных профилей определялось по средневзвешенному объемному весу, выраженному в тоннах на кубометр (масса или мае); по %-му содержанию вычислялись масса физической глины ((ф.гл), ила (ил) и гумуса (гум); по %-му со-
держанию азота в гумусе вычислялся азот гумуса (Мгум) и далее из общего содержания физической глины (ф.гл) после вычитания содержания ила (ил) получали фракцию песчаной и вторичной пыли (пип)\ из фракции ила (ил) вычиталось содержание гумуса (гум), а из содержания гумуса (гум) вычитайся азот гумуса (Мгум) и доступный азот (АО; вычисление мг/ионов по данным, выраженным в мг/экв. для суммы поглощенных оснований (,$) и гидролитической кислотности (Н) [1, 2]; вычисление Р-ионов фосфора и К - калия по %-му содержанию Р и К от общего молекулярного веса Р.,05 и К20.
Таким образом были получены все свойства почвенных профилей, выраженные в следующих единицах массы: тоннах на 1 кубометр для песка, физической глины (ф.гл), песчаной и вторичной пыли (пип), гумуса (гум), азота гумуса (АГгум), доступного азота (АО и в миллиграммах ионов на 100 грамм сухой почвы для свойств почвенных профилей, характеризирующих их поглощающий (обменный) комплекс (ППК) это в.
Н, Е, К и Р.
Для вычисления запасов, способных к обменным реакциям ионов в граммах на 1 кубометр массы почвенного профиля произведен специальный перерасчет по формуле: Запас в г/м3 =10 х Се х Д где В - объемный вес почвы в г/см3; Се - содержание вещества в мг/ионах; 10- пересчетный коэффициент, соответствующий 10 грамм/ионов на 1 тонну почвенной массы, при содержании 1 мг/иона на 100 грамм почвы. Стоит отметить, что при том же содержании 100 кг ионов соответствуют 10 тыс. тонн почвенной массы. Способная к обменным реакциям ионная масса суммировалась (актив) и вычиталась из оставшейся части ила, выделяя неактивную массу ила (илп). В результате расчета получилось, что ф.гл = пип + илп + гум + А'гум + N + актив.
Расчет на 1 гектар площади получался умножением массы каждого взятого и выделенного свойства на 10 тыс. или Запас в т/га = Мсв х 10000, где Мсв - масса свойства
почвы. Физические свойства и pH остались без изменения.
Расчет проведен для 45 разновидностей дерново-подзолистых почв. Результаты обработки представлены в табличной форме, отражающей группировку и характеристику различных частей почвенной массы. Поскольку данные представлены в форме матриц (таблиц), в которых каждый столбец от-
ражает одно свойство, а строки - перечень свойств почв и общее число группировок, взятых для расчета, анализ связи с генезисом почв несколько затруднен. Поэтому такой анализ начат с проверки результатов генетической группировки почв для трех важнейших показателей: мощности почвенного профиля, почвенной массы и запасов гумуса (табл. 1).
Таблица 1
Распределение мощности почвенного профиля, массы и запасов гумуса по почвам
(Московская область)
ПОЧВЫ Механический состав
песок супесь л.с с.с т.с
Мощность почвенного профиля, см
Дерново-слабоподзолистые 107,5 127,9 118,9 98,6 90,1
Дерново-среднеподзолистые 110,3 125,8 108,5 96,6 91.6
Дерново-сильноподзолистые 142,1 150,5 129,2 107,5 99,0
Оглеенные
Дерново-слабоподзолистые 104,2 122,6 113,5 104,5 99,7
Дерново-среднеподзолистые 110,6 119,7 110,7 104,8 96,8
Дерново-сильноподзолистые 111,2 130,0 113,5 102,3 92,3
Глеевые
Дерново-слабоподзолистые 121,2 106,2 96,8 90,8 86,5
Дерново-среднеподзолистые 104,2 100,3 95,2 88,8 80.1
Дерново-сильноподзолистые 107,7 92,7 95,0 95,4 84,2
Масса профиля, тыс. тонн
Дерново-слабоподзолистые 15,30 15,90 15,00 14,90 15,20
Дерново-среднеподзолистые 15,10 15,10 14,80 14,80 15,30
Дерново-сильноподзолистые 15,10 15,30 15,00 14,90 15.40
Оглеенные
Дерново-слабоподзолистые 15,30 15,20 14,80 15,30 15,90
Дерново-среднеподзолистые 15,30 15,20 14,90 15,40 15.70
Дерново-сильноподзолистые 15,40 15,40 15,30 15,40 15.90
Г леевые
Дерново-слабоподзолистые 15,60 15,40 15,50 15,60 15,80
Дерново-среднеподзолистые 15,50 15,40 15,40 15,50 15,60
Дерново-сильноподзолистые 15,60 15,60 15,60 15,80 16,00
Запас гумуса, тонн
Дерново-слабоподзолистые 56,61 60,42 69,00 93,87 103,36
Дерново-среднеподзолистые 65,79 62,32 81,40 90,27 98,58
Дерново-сильноподзолистые 78,00 92,40 05,40 09,20 131,14
Оглеенные
Дерново-слабоподзолистые 69,46 46,81 68,08 78,44 88,74
Дерново-среднеподзолистые 50,49 50,16 68,54 78,54 84,78
Дерново-сильноподзолистые 79,05 81,62 95,48 94,55 135,72
Глеевые
Дерново-слабоподзолистые 57,38 36,72 48,00 62,58 72,38
Дерново-среднеподзолистые 40,04 38.50 47,43 60,06 68,37
Дерново-сильноподзолистые 67,08 70,20 81,12 52,14 76,80
Рассматривая табл. 1, можно отметить, что она отражает один почвенный фактор и два почвообразовательных процесса, а количественные величины вполне с ними согласуются. Так, мощность почвенных профилей изменяется примерно в 1,5 раза, от 140 см до 90 см, причем более легкие почвы оказались и более глубокими по сравнению с тяжелосуглинистыми почвами. Глеевые почвы оказались самыми мелкими, меняясь от 120 до 80 см. Почвенная масса профилей почв оказалась более или менее выровненной и колеблется от 14,8 до 16,0 тыс. тонн на га. Запасы гумуса очень вариабельны и изменчивы. Они меняются в 3,5 раза, индикатируя свою высокую роль в отражении совокупности процессов почвообразования и в качестве почвообразователя. Количественные величины находятся в пределах 40 - 135 тонн на гектаре площади, они более или менее закономерно увеличиваются с увеличением физической глины, оподзоленности почв за исключением глеевых почв, в которых общий запас гумуса вообще оказался ниже, чем в других почвах, а с увеличением оподзоленности он уменьшается еще больше. В глеевых почвах колебание запасов гумуса находится в пределах 40 - 70 тонн на га, то есть остаются достаточно высокими. Если ранжировать показанные признаки и свойства, то окажется, что самые низкие изменения принадлежат почвенной массе, она почти неизменна, более высокие разностные колебания испытывают почвенные профили, и самой активной частью являются запасы гумуса.
Результаты расчета запасов показателей почв, обычно входящих в агрохимическую характеристику вместе со свойствами, отражающими ППК и выраженными в тонн/эквивалентах - ЕДН, а также некото-
рых физических свойств, приведены в табл. 2.
В табл. 2 свойства почв выражены в эквивалентах, тоннах, логарифмах, объёмах, сантиметрах, то есть в различных единицах измерения, именно поэтому при качественной оценке (бонитировке) почв свойства лучших почв принимаются за 100 %, а свойства остальных почв вычисляются в % от свойств лучших почв. С другой стороны, если на 1 га остается 600 деревьев, то разделив запас суммы поглощенных оснований на число деревьев получим результат в эквивалентных единицах, например на 1 дерево приходится 0,5 кг/экв кальция и магния, что не очень понятно и, в свою очередь, потребует специалиста по агрохимии, лабораторию, специальный пересчёт на массу - это не очень удобно, не говоря уже о логарифмах.
Не рассматривая детально полученные таблицы отметим, что элементы питания хорошо согласуются с механическим составом почвы, причем их количество может меняться в 9 - 10 раз, особенно по сумме обменных оснований (от 0,15 до 1,72 тонн/экв на га) и емкости поглощения (Б, Е). pH - солевое оказалось выровненным и находится в пределах 4,2 - 4,6, содержание калия - К20 колеблется от 0,34 до 1,8 тонны на га, фосфора - Р205 от 0,5 до 1 тонны. Общее их количество меняется также в зависимости от оподзоленности и оглеения. Эта таблица может быть использована в прикладных целях.
Далее приводится табл. 3, полученная в результате описанных выше расчетов. В ней все данные выражены только в единицах массы и объёма и дается общее представление о структуре общей массы почвенных профилей.
Таблица 2
Общая агрохимическая характеристика запасов профилей почв, (в тоннах на га)
Индекс почвы Е экв. Н экв. 8 экв. pH КлО Р2О5 в, г/см3
пес. 0,36 0,21 0,15 4,67 0,36 0,64 1,53
суп. 0,78 0,37 0,41 4,59 0,83 0,84 1,59
під л.с. 1,70 0,70 1,00 4,53 1,40 0,85 1,50
ср. с. 1,96 0,76 1,20 4,58 1,76 0,88 1.49
т.с. 2,36 0,85 1,51 4,55 1,07 0,88 1,52
пес. 0,29 0,18 0,11 4,61 0,43 0,52 1,53
суп. 0,70 0,39 0,31 4,73 0,57 0,53 1,52
П2Д л.с. 1,57 0,79 г 0,78 4,47 1,07 0,68 1,48
ср.с. 1,65 0,74 0,92 4,56 1,26 0,71 1,53
т.с. 2,11 0,86 1,25 4,51 1,75 0,78 1,59 '
пес. 0,35 0,19 0,15 5,00 0,42 0,83 1,56
суп. 0,78 0,39 0,40 4,97 0,45 0,88 1,54
пзд л.с. 1,75 0,61 1,13 4,90 1,07 1,00 1,55
т.с. 2,26 0,53 1,72 4,84 1,53 1,00 1,58
пес. 0,33 0,19 0,14 4,63 0,42 0,61 1,51
суп. 0,70 0,35 0,35 4,50 0,75 0,71 1,51
ПІД л.с. 1,47 0,68 0,79 4,33 1,24 0,72 1,48
ОГЛ. ср.с. 1,74 0,76 0,98 4,36 1,50 0,73 1,48
т.с. 2,06 0,82 1,23 4,31 0,86 0,75 1,53 '
пес. 0,26 0,17 0,09 4,62 0,45 0,49 1,53
суп. 0,65 0,39 ґ 0,26 4,66 0,52 0,53 1,52
П2Л л.с. 1,48 0,81 0,67 4,46 1,05 0,71 1,49
ОГЛ. ср.с. 1,87 0,90 0,96 4,45 1,27 0,76 1,54
т.с. 2,21 0,99 1,22 4,71 1,46 0,85 1,57
пес. 0,32 0,17 Г 0,14 4,92 Ґ 0,47 0,82 1,55
суп. 0,73 0,32 0,40 4,90 0,59 0,87 1,54
пзд л.с. 1,58 0,66 0,92 4,88 1,14 0,99 1,54
ОГЛ. ср. с. 1,87 0,65 1,22 4,83 1,24 1,00 1,55
т.с. 2,05 0,60 1,44 4,82 1,52 1,03 1,56
пес. 0,31 0,20 0,11 4,58 0,46 0,60 1,51
суп. 0,65 0,35 0,30 4,57 0,80 0,63 1,53
під л.с. 1,28 0,66 0,62 4,20 1,19 0,65 1,50
гл. ср. с. 1,60 0,79 0,81 4,22 1,32 0,71 1,49
т.с. 1,84 0,83 1,01 4,15 0,65 0,68 1,54
пес. 0,21 0,14 0,07 4,55 0,33 0,55 1,54
суп. 0,61 0,38 0,23 4,60 0,52 0,62 1,54
П2Д л.с. 1,41 0,80 0,61 4,45 1,05 0,75 1,53
ГЛ. ср. с. 1,64 0,85 0,79 4,38 1,04 0,80 1,54
т.с. 1,85 0,86 0,98 4,48 1,30 0,89 1,59
пес. 0,27 0,17 0,10 4,85 0,50 0,80 1,56
суп. 0,60 0,32 0,28 4,70 0,65 0,86 1,56
пзд л.с. 1,43 0,63 0,80 4,66 1,20 0,97 1,56
ГЛ. ср.с. 1,61 0,62 0,99 4,60 1,23 0,99 1,58
т.с. 2,00 0,61 1,40 4,70 1,63 1,08 1,60
Средневзвешенные запасы вещества профилей лесных дерново-подзолистых почв Московской области
Индекс почвы Масса почвы, тыс. тонн В том числе, в тоннах (ил в тыс, тонн ) Порозность, % от объема (И)
Физический Ил Органическое вещество Ионы
песок глина гумус № гум № дос- туп. Б Н К Р П общ. И кап. П не- кап.
гид пес. 14,54 0,77 0,55 53,50 3,11 0,90 0,46 0,32 0,30 0,31 45,7 41,6 4,13
суп. 13,52 2,39 1,20 57,10 3,32 0,96 1,29 0,59 0,71 0,40 43,6 39,4 4,24
л.с. 11,25 3,75 2,58 65,20 3,80 1,10 2,99 1,05 1,18 0,41 46,8 42,7 4,12
ср.с. 9,68 5,22 2,89 88,71 5,16 1,50 3,58 1.13 1,49 0,42 47,1 43,0 4,17
т.с. 8,36 6,84 3,57 97,67 5,69 1,65 4,59 1,29 0,91 0,43 46,1 42,3 3,82
П2Д пес. 14,54 0,77 0,39 62,17 3,62 1,05 0,32 0,28 0,37 0,25 45,7 41,5 4,26
суп. 12,92 2.28 1,09 58,89 3,43 0,99 0,94 0,59 0.49 0,25 46,1 42,6 3,48
л.с. 11,10 3,70 1,95 76,92 4,48 1,30 2,31 1,16 0,91 0,33 47,5 44,9 2,62
ср.с. 9,95 5,36 3,00 85,30 4,97 1,44 2,81 1,13 1,07 0,34 45,7 42,2 3,58
т.с. 8,74 7,16 3,59 93,16 5,42 1,57 3,98 1,37 1,48 0.37 43,6 40.2 3,38
пзд пес. 14,82 0,78 0,50 73,71 4,29 1,24 0,48 0,30 0,36 0,40 44,6 41,5 3.22
суп. 13,09 2,31 1,16 87,32 5,08 1,47 1,22 0,59 0,39 0,42 45,3 42,4 3.01
л.с. 11,63 3,88 3,12 99,60 5,80 1,68 3,50 0,95 0,91 0,48 45,0 42,5 2,55
ср.с. 10,14 5,46 3,47 03,19 6,01 1,74 4,62 0,94 1.04 0,47 44,6 42,1 2,59
т.с. 8,69 7,11 3,36 23,93 7,21 2,09 5,45 0,84 1,31 0,48 43,9 41,3 2.65
гид ОГЛ. пес. 14,35 0,76 0,56 65,64 3,82 1,11 0,42 0,29 0,36 0,29 46,4 42,3 4,18
суп. 12,84 2,27 1,17 44,23 2,58 0,75 1,05 0,53 0,63 0,34 46,4 42,8 3,64
л.с. 11,10 3,70 2,53 64,34 3,74 1.09 2,33 1,01 1.05 0,35 47,5 43,4 4,12
ср.с. 9,62 5,18 2,91 74,13 4,31 1,25 2,90 1,12 1,28 0,35 47,5 43,8 3,71
т.с. 8,42 6,89 3,54 83,86 4,88 1,42 3,78 1,26 0,73 0,36 45,7 42,3 3,48
П2Л ОГЛ. пес. 14,54 0,77 0,41 47,71 2,78 0,81 0,27 0,26 0,39 0,24 45,7 42,3 3,49
суп. 12,92 2,28 1,07 47,40 2,76 0,80 0,80 0,59 0,44 0,25 46,1 43,4 2,67
л.с. 11,17 3,73 1,96 64,77 3,77 1,09 2,01 1,20 0,89 0,34 47,1 44,6 2,58
ср.с. 10,01 5,39 3,28 74,22 4,32 1,25 2,97 1,39 1,08 0,36 45,3 42,1 3,26
т.с. 8,64 7,07 3,70 80,12 4,66 1,35 3,84 1,55 1,24 0,41 44,3 41,1 3,20
пзд ОГЛ. пес. 14,73 0,78 0,51 74,70 4,35 1,26 0,45 0,27 0,40 0,39 45,0 42,4 2.68
суп. 13,09 2,31 1,20 77,13 4,49 1,30 1,24 0,50 0,50 0,42 45,3 42,6 2,77
л.с. 11,55 3,85 3,11 90,23 5,25 1,52 2,83 1,01 0,97 0,47 45,3 42.9 2.45
ср.с. 10,08 5,43 3,36 89,35 5,20 1,51 3,80 1,01 1,06 0,48 45,0 42,5 2.55
т.с. 8,58 7,02 3,27 28,25 7,47 2,17 4,50 0,94 1,29 0,49 44,6 42.0 2,68
П1Д гл. пес. 14,35 0,76 0,54 54,22 3,16 0,92 0,35 0,30 0,39 0,29 46,4 42,8 3,61
суп. 13,01 2,30 1,30 34,70 2,02 0,59 0,90 0,54 0,67 0,30 45,7 42,5 3,26
л.с. 11,25 3,75 2,64 45,36 2,64 0,77 1,85 0,99 1,02 0,31 46,8 43,6 3,25
ср.с. 9,68 5,22 2,87 59,14 3,44 1,00 2,43 1,17 1,12 0,34 47,1 43,9 3,22
т.с. 8,47 6,93 3,59 68,40 3,98 1,15 3,11 1,28 0,55 0,32 45,3 42,6 2,84
П2Д гл. пес. 14,63 0,77 0,41 37,8^ 2,20 0,64 0,21 0,22 0,28 0,26 45,3 42,4 3.04
суп. 13,09 2,31 1,21 3^,38 2,12 0,61 0,72 0,59 0,45 0,30 45,3 42,9 2,54
л.с. 11,48 3,83 1,8° 44,82 2,61 0,76 1,87 1,22 0,90 0,36 45,7 43,3 2,42
ср.с. 10,01 5,39 3,41 56,76 3,30 0,96 2,44 1,31 0,88 0,38 45,3 42,4 2,96
т.с. 8,74 7,16 3,80 64,61 3,76 1,09 3,13 1,37 1,10 0,43 43,6 40,7 2,88
пзд гл. пес. 14,82 0 ,Т8 0,55 63,39 3,69 1,07 0,31 0,27 0,43 0,39 44,6 42,5 2,22
суп. 13,26 2,ЗА 1,25 66,34 3,86 1,12 0,88 0,50 0,55 0,41 44,6 42,4 2,32
л.с. 11,7 0 3,90 3,15 76,66 4,46 1,29 2,50 0,98 1,02 0,47 44,6 42,7 2,03
гр.С. 10,27 5,53 3,40 49,27 2,87 0.83 3,14 0,97 1,05 0,48 43.9 41,8 2.19
тх. 8,80 1 7,20 3,97 72,58 4,22 1,23 2.79 0,61 0,86 0,32 43,2 41,1 2.20
Таблица 4
Запасы физической глины и ее составных частей в профиле
В тоннах на га В процентах от запаса
Индек в с поч-ы вся ф.гл песок и пыль ил мине- раль- ный гумус № гуму- са актив- ная часть вся ф.гл песок и пыль ил мине- раль- ный гумус № гуму- са актив- ная часть
ПІД пес. 770 221 490 53.50 3,11 2,29 5,0 1,445 3,203 0,350 0,020 0,015
суп. 2390 1188 1138 57,10 3,32 3,96 15,0 7,471 7,155 0,359 0,021 0,025
л.с. 3750 1173 2501 65,20 3,80 6,73 25,0 7,820 16,675 0,435 0,025 0,045
ср.с. 5220 2331 2787 88,71 5,16 8,12 35,0 15,645 18,705 0,595 0,035 0,054
т.с. 6840 3273 3455 97,67 5,69 8,86 45,0 21,533 22,729 0,643 0,037 0,058
П2Д пес. 770 376 326 62,17 3,62 2,27 5,0 2,458 2,130 0,406 0,024 0,015
суп. 2280 1186 1028 58,89 3,43 3,27 15,0 7,803 6,766 0,387 0,023 0,021
л.с. 3700 1748 1865 76,92 4,48 6,01 25,0 11,811 12,598 0,520 0,030 0,041
ср.с. 5360 2365 2898 85,30 4,97 6,79 35,0 15,458 18,941 0,558 0,032 0,044
т.с. 7160 3572 3481 93,16 5,42 8,77 45,0 22,465 21,891 0,586 0,034 0,055
пзд пес. 780 281 418 73,71 4,29 2,79 5,0 1,801 2,681 0,472 0,028 0,018
суп. 2310 1151 1062 87,32 Г 5,08 4,10 15.0 7,474 6,899 0,567 0,033 0,027
л.с. 3880 763 3004 99,60 5,80 7,53 25,0 4,922 19,381 0,643 0,037 0,049
,.„СР-С- 5460 1991 3351 103,2 6,01 8,81 г 35,0 12,763 21,481 0,661 0,039 0.056
т.с. 7110 3751 3217 123,9 7,21 10,17 45,0 23,741 20,365 0,784 0,046 0,064
під ОГЛ. пес. 760 205 483 65,64 3,82 2,47 5,0 1,358 3,199 0,435 0,025 0,016
суп. 2270 1097 1123 44,23 2,58 3,31 15,0 7,265 7,436 0,293 0,017 0,022
л.с. 3700 1171 2455 64,34 3,74 5,83 25,0 7,912 16,589 0,435 0,025 0,039
ср.с. 5180 2268 2827 74,13 4,31 6,91 35,0 15,324 19,099 0,501 0,029 0,047
т.с. 6890 3355 3438 83,86 4,88 7,54 45,0 21.928 22,476 0,548 0,032 0,049
П2Д ОГЛ. пес. 770 360 357 47,71 2,78 1,95 5,0 2,353 2,337 0,312 0,018 0,013
суп. 2280 1207 1020 47,40 2,76 2,88 15,0 7,941 6,710 0,312 0,018 0,019
л.с. 3730 1771 1885 64,77 3,77 5,54 25,0 11,886 12,651 0,435 0,025 0,037
ср.с. 5390 2115 3189 74,22 4,32 7,06 35,0 13,734 20,710 0,482 0,028 0,046
т.с. 7070 3375 3601 80,12 4,66 8,39 45,0 21,497 22,942 0,510 0,030 0,053
пзд ОГЛ. пес. 780 272 426 74,70 4,35 2,77 5,0 1,755 2,749 0,482 0,028 0,018
суп. 2310 1106 1118 77,13 4,49 3,96 15,0 7,182 7,262 0,501 0,029 0,026
л.с. 3850 737 ЗОЮ 90,23 5,25 6,81 25,0 4,786 19,550 0,586 0,034 0,044
5430 2069 3259 89,35 5,20 7,84 35,0 13,348 21,023 0,576 0,034 0,051
т.с. 7020 3748 3127 128,3 7,47 9,39 45,0 24,026 20,044 0,822 0,048 0,060
під ГЛ. пес. 760 218 482 54,22 3,16 2,23 5,0 1,444 3,194 0,359 0,021 0,015
суп. 2300 1002 1258 34,70 2,02 3,00 15,0 6,549 8,224 0,227 0,013 0,020
л.с. 3750 1113 2584 45,36 2,64 4,94 25,0 7,420 17,227 0,302 0,018 0,033
ср.с. 5220 2352 2799 59,14 3,44 6,06 35,0 15,786 18,787 0,397 0,023 0,041
т.с. 6930 3342 3509 68,40 3,98 6,42 45,0 21,701 22,787 0,444 0,026 0,042
П2Д ГЛ. пес. 770 365 363 37,84 2,20 1,60 5,0 2,370 2,360 0,246 0,014 0,010
СУПЛ 2310 1097 1172 36,38 2,12 • .2,66 15,0 7,123 7,610 0,236 0,014 0,017
л.с. 3830 1942 1835 44,82 2,61 5,10 25,0 12,693 11,997 0,293 0,017 0,033
ср.с. 5390 1984 3340 56,76 3,30 5,97 35,0 12,883 21,688 0,369 0,021 0,039
т.с. 7160 3362 3722 64,61 3,76 7,12 45,0 21,144 23,412 0,406 0,024 0,045
пзд ГЛ. пес. 780 233 477 63,39 3,69 2,46 5,0 • 1,494 3,060 0,406 0,024 0,016
суп. 2340 1086 1180 66,34 3,86 . 3,47 15,0 6,962 7,566 0,425 0,025 0,022
л.с. 3900 754 3058 76,66 4,46 6,26 25,0 4,833 19,607 0,491 0,029 0,040
ср.с. 5530 2133 3338 49,27 2,87 6,47 35,0 13,500 21,129 0,312 0,018 0,041
т.с. 7200 3232 3885 72,58 4,22 5,81 45,0 20,200 24,284 0,454 0,026 0,036
Структура табл. 3 в результате расчета как бы расчленяет всю почвенную массу на несколько достаточно крупных частей.
К первой, самой простой и наиболее устойчивой части почвенной массы относится фракция песка. Она выполняет несколько функций - субстрата для растений, образования водо- и воздухопроводящей системы, благодаря которым могут накапливаться гидроокисные, железогумусовые и гумусовые коллоидные пленки, а в поровом пространстве охристые и рудяковые новообразования, теплопроводную, аккумулятивную систему задержания более мелких частиц. С другой стороны, она источник дальнейшего образования вторичных коллоидных минералов и вторичного кварца. Это наиболее устойчивая и почти неактивная (пассивная) в химическом отношении почвенная масса. Количество песка колеблется примерно от 8 000 до 16 000 тонн на га. Это пассивная часть почвенной массы.
Ко второй части относится фракция физической глины - это сложная часть почвенной массы. Она состоит, по крайней, мере из трех частей: из песчаной и вторичной пыли, состоящих в основном из чистого кварца - пассивного к химическим взаимодействиям; минерального ила, часть которого может находиться в пассивном состоянии; органического вещества - активного и пассивного гумуса, включающего в себя азот самого гумуса и его доступную аммонийную часть. Это условно активная часть почвенной массы. Она формирует капиллярную систему, состав почвенного воздуха, активность и состав ППК видовой состав микрофлоры. Количество физической глины колеблется от 700 до 8000 тонн, а ила от 500 до 3500 тонн на га, более подробно см. табл. 4.
К третьей части относится небольшая доля ила и гумуса, способная к обменным и поглотительным реакциям при взаимодействии с почвенным раствором. Это реактивная или, вернее, активная часть почвенной массы. Она наиболее важна для растений, поскольку обменивает вещества в ионной форме, поддерживая постоянство почвенного раствора, содержание ионов в более или менее постоянных пропорциях. Эта реактивная часть, как бы обеспечивает саморегуляцию процессов в почве, включая процессы распада и синтеза минералов. Количество этой части почвенной массы колеблется всего в пределах от 2 до 10 тонн на га, составляя всего 0,01 - 0,06 % от общей массы. Подробнее состав и запасы этой части показаны в табл. 5.
Рассматривая результаты пересчёта свойств почв в запасы, можно прийти к выводу, что, во-первых, все показатели сопоставимы, во-вторых, получена отличающаяся структура показателей как отражение реальной динамической системы - почвы. В то же время такой расчет, лишая почву ее вертикального строения, сглаживает реально существующие отличия генетических горизонтов почв, усредняет их, но облегчая расчеты ее составных частей в качестве ресурсных. Например, квартал леса в минеральной части песчаных почв будет содержать 7,9 тыс. тонн гумуса, а квартал леса с суглинистыми почвами будет иметь 13,1 - 13,5 тыс. тонн гумуса содержащего до 910 - 920 тонн азота. 130 тонн калия и 400 кг фосфора, такие почвы удерживают до 36 тыс. тонн воды, но и пропускают ее немало - до 20 тонн в случае избытка. Легко подсчитать экологические потери, зная их процент или площадь, дать экономическую оценку как самим почвам, так и экологическим потерям.
Таблица 5
Характеристика активной (обменной) части почвенных профилей
Индекс почвы и онов в тоннах на гектар итого В процентах от массы профиля почв итого
N S Н К Р N S н К Р
Під пес. 0,903 0,457 0,321 0,302 0,306 2,289 0,006 0,003 0,002 0,002 0,002 0,015
суп. 0,964 1,291 0,590 0,707 0,403 3,955 0,006 0,008 0,004 0,004 0,003 0.025
л.с. 1,101 2,993 1,049 1,183 0,408 6,734 0,007 0,020 0,007 0,008 0,003 0,045
ср.с. 1,497 3,576 1,132 1,491 0,423 8,120 0,010 0,024 0,008 0,010 0,003 0,054
т.с. 1,649 4,590 1,286 0,913 0,425 8,864 0,011 0,030 0,008 0,006 0,003 0,058
П2Д пес. 1,049 0,323 0,281 0,368 0,250 2,270 0,007 0,002 0,002 0,002 0,002 0,015
СУП- 0,994 0,940 0,594 0,486 0,253 3,267 0,007 0.006 0,004 0,003 0,002 0,021
л.с. 1,298 2,308 1,164 0,912 0,325 6,007 0,009 0,016 0,008 0,006 0,009 0,041
ср.с. 1,440 2,805 1,126 1,074 0,340 6,786 0,009 0,018 0,007 0,007 0,002 0,044
т.с. 1 1,572 3,979 1,366 1,481 0,372 8,769 0,010 0,025 0,009 0,009 0,002 0,055
пзд пес. 1,244 0,482 0,303 0,359 0,396 2,785 J3,008 0,003 0,002 0,002 0,003 0,018
суп. 1,474 1,221 0,594 Г 0,386 0,421 4,096 0,010 0,008 0,004 0,003 0,003 0.027
л.с. 1,681 3,504 0,953 0,912 0,480 7,529 0,011 0,023 0,006 0,006 0,003 0,049
ср. с. 1,742 4,617 0,936 1,042 0,472 8,809 0,011 0,030 0,006 0,007 0,003 0,056
т.с, 2,092 5,450 0,844 1,305 0,482 10,17 0,013 0,034 0,005 0,008 0,003 0,064
під ОГЛ. пес. 1,108 0,415 0,292 0,357 0,293 2,465 0,007 0.003 0,002 0,002 0,002 0,016
суп. 0,747 1,055 0,531 0,633 0,340 3,306 0,005 0,007 0,004 0,004 0,002 г 0,022
л.с. 1,086 2,334 1,010 1,049 0,346 5,825 0,007 0,016 0,007 0,007 0,002 0,039
ср.с. 1,251 2,904 1,125 1,277 0,352 6,908 0,008 0,020 0,008 0,009 0,002 0,047
т.с. 1,415 3,779 1,258 0,731 0,361 7,543 0,009 0,025 0,008 0,005 0,002 0,049
П2Л ОГЛ. пес. 0,805 0,269 0,256 0,388 0,237 1,954 0,005 0.002 0,002 0,003 0,002 0,013
суп. 0,800 0,795 0,586 0,443 0,252 2,877 0,005 0,005 0,004 0,003 0,002 0,019
л.с. 1,093 2,007 1,205 0,893 0,340 5,537 0,007 0,013 0,008 0,006 0,002 0,037
ср.с. 1,253 2,970 1,393 1,080 0,364 7,060 0,008 0,019 0,009 0,007 0.002 0,046
т.с. 1,352 3,837 1,550 1,244 0,408 8,391 0,009 0,024 0,010 0,008 0,003 0,053
пзд ОГЛ. пес. 1,261 0,446 0,268 0.398 0,392 2,766 0,008 0,003 0,002 0,003 0,003 0,018
суп. 1,302 1,245 0,500 0,497 0,418 3,962 0,008 0,008 0,003 0,003 0,003 0.026
л.с. 1,523 2,825 1,015 0,971 0,474 6,808 0,010 0,018 0,007 0,006 0,003 0,044
ср.с. 1,508 3,797 1,006 1,055 0,478 7,844 0,010 0,024 0,006 0,007 0,003 0,051
Під гл. т.с. 2,165 4,501 0,943 1,288 0,491 9,387 0,014 0,029 0,006 0,008 0,003 0,060
пес. 0,915 0,345 0,296 0,386 0,286 2,228 0,006 0,002 0,002 0,003 0,002 0,015
суп. 0,586 0,903 0,535 0,674 0,303 3,001 0,004 0,006 0,003 0,004 0,002 0,020
л.с. 0,766 1,854 0,991 1,018 0,313 4,942 0,005 0,012 0,007 0,007 0,002 0,033
ср.с. 0,998 2,427 1,174 1,117 0,341 6,057 0,007 0,016 0,008 0,007 0,002 0,041
П2Д гл. т.с. 1,154 3,107 1,285 0,547 0,324 6,417 0,007 0,020 0,008 0,004 0,002 0,042
пес. 0,639 0,207 0,217 0,276 0,262 1,601 0,004 0,001 0,001 0,002 0,002 0,010
суп. 0,614 0,717 0,586 0,446 0,297 2,660 j 0,004 0,005 0,004 0,003 0.002 0,017
л.с. 0,757 1.866 1,218 0,896 0,362 5,099 0,005 0,012 0,008 0,006 0,002 0,033
ср.с. 0,958 2,442 1,306 0,880 0,384 5,969 0,006 0,016 0,008 0.006 0,002 0,039
пзд гл. т.с. 1,090 3,125 1,371 1,103 0,428 7,117 0,007 0,020 0,009 0,007 0,003 0,045
пес. 1,070 0.305 0,266 0,428 0,386 2,455 0,007 0,002 0,002 0,003 0,002 0,016
суп. 1,120 0,880 0,501 0,552 0,413 3,466 0,007 0.006 0,003 0,004 0,003 0,022
л.с. 1,294 2,503 0,978 1,021 0,465 6,261 0,008 0,016 0,006 0,007 0,003 0,040
ср.с. 0,832 3,139 0,973 1,049 0,476 6.468 0,005 0,020 0,006 0,007 0,003 0,041
т.с. 1,225 2,791 0,605 0,865 0,322 5,808 0,008 0,017 0,004 0,005 0,002 0,036
Поскольку минеральная часть почв является средой обитания лесного сообщества, полученные процентные соотношения её частей для каждой конкретной почвы оптимальны, а это приводит к выводу, что почвы нельзя пересаливать, не зная этих соотношений. Это особенно относится к парковому и уличному выращиванию деревьев. Например, любая смесь для выращивания деревьев должна иметь pH солевое 4,5 - 4,8, а количество ионов водорода должно колебаться от 30 для песчаных почв до 130 тонн на каждые 100 га парка или лесопарка. Ранее отмечалось, что наиболее важной и интересной частью является ее активная (обменная) часть, особенно при лесовыращивании и внесении удобрений под лес - эта динамичная часть имеет широкие пределы колебаний (см. табл! 5). Так, запасы азота колеблются в пределах 0,6 до 2,2 тонны на га, 5- сумма обменных оснований от 0,25 до 5,5 тонн ионов, Н - водорода от 0,2 до 1,6 тонн ионов, К - калия от 0,25 до 1,5 и Р - фосфора от 0,25 до 0,5 тонн ионов, эти колебания, судя по таблице, зависят от механического состава почв, степени оподзоленности и оглеения. Это позволяет рассчитать обеспеченность деревьев элементами питания в почве. Так, в
приспевающем лесу в возрасте 70- 80 лет остается 600 - 650 деревьев, каждое дерево может занимать около 16,5- 16,7 квадратных метров площади. По данным
H.П. Ремезова [3] для одного дерева нужно N для ели - 13,5, сосны - 13,98 кг, 8 - соответственно 14,3 и 12,54, К - 2,5 и 4,98, Р-
I,69 и 1,88 кг, а в профиле содержится максимально И- 3,7, Б- 9,1, К- 2,5 и Р-0,83 кг на дерево, отсюда вывод, что в почвах более всего не хватает азота, затем оснований, фосфора; калием деревья почти обеспечены.
Поскольку получена, отличающаяся многомерная система показателей, связанных между собой сложными процессами, был проведен статистический и корреляционнорегрессионный анализ, конкретизирующий эти связи между полученными свойствами почв, выраженных в единицах массы. Результаты приведены в табл. 6, 7, 8, 9, и 10.
Вычисленные средние достоверны, что позволяет использовать их в общих оценках запасов и относительного соотношения свойств почвенных профилей в %, они дают представление об ошибках, варьировании и доверительных интервалах.
Таблица б
1е данные по массе
масса всего пес ф.гл пип ил п гум Ыг акт
СР 15,36 11,51 3,85 1,65 2,12 70,29 4,09 5,39
ею 0,31 2.15 2,21 1,10 1,20 21,01 1,22 2,35
т 0,05 0,32 0,33 0,16 0,18 3,13 0,18 0,35
У% 2,0 18,7 57,3 66.7 56,5 29,9 29,9 43,6
Р% 0,3 2,8 8,5 9,9 8,4 4,5 4,5 6,5
к-БТ 331 35,9 11,7 10.1 П,9 22,4 22,4 15,4
масса N 8 Н К Р кап нек Н см
СР 1,19 2,19 0,84 0,81 0,37 42,41 3,12 106,17
БЮ 0,35 1,43 0,39 0,34 0,07 1,00 0,63 14,89
т 0,05 0,21 0,06 0,05 0,01 0,15 0,09 2,22
У% 29,9 65,2 46,2 42,4 19,2 2.4 20,4 14,0
Р% 4,5 9,7 6,9 6,3 2,9 0,4 3,0 2,09
к-8Т 22,4 10,3 14,5 15,8 35,0 283,1 33,0 47,84
Таблица
Среднестатистические данные по массе в процентах от массы
% масса ф,пес ф,гл пип ил п гум N гум актив
СР 100 75,00 25,01 14,28 10,83 0,48 0,02 0,035
ЭЮ 14,14 14,14 7,77 0,14 0,00 0,015
т 2,10 2,10 1,15 0,02 0,00 0,002
У% 18,86 56,52 54,43 29,30 29,46 42,995
Р% 2,81 8,42 8,11 4,36 4,39 6,409
к-8Т 35,56 11,87 12,32 22,89 22,76 15.60
% N 8 Н К Р кап некап
СР 100 0,0077 0,0142 0,0055 0,0053 0,0024 42,41 3,12
БЮ 0,0023 0,0092 0,0025 0,0022 0,0005 1,00 0,63
ш 0,0003 0,0014 0,0004 0,0003 0,0001 0,15 0,09
У°о 29,871 64,694 45,869 41,787 20,391 2,4 20,4
Р°о 4,453 9,644 6,838 6,229 3,040 0,4 3.0
к-БТ 22,46 10,37 14,62 16,05 32 283,1 33,0
Таблица 8
Достоверные коэффициенты корреляций (1 % уровень значимости при N = 45, К = 2,7)
пес ф.гл пип ил п гум Кг акт N Б Н К Р мс
пес 1,00 -0,99 -0,94 -0,95 -0,53 -0,53 -0,91 -0,53 -0,91 і О 00 оо -0,82 -0,43 -1,00
Ф.гл -0,99 1,00 0,95 0,96 0,55 0,55 0,91 0,55 0,92 0,85 0,80 0,48 1,00
Г1ИП -0,94 0,95 1,00 0,82 0,52 0,52 0,82 0,52 0,83 0,75 0,69 0,95
ил П -0,95 0,96 0,82 1,00 0,52 0,52 0,91 0,52 0,91 0,86 0,82 0,55 0,96
гум -0,53 0,55 0,52 0,52 1,00 1,00 0,75 1,00 0,74 0,52 0,69 0,55
Ыг -0,53 0,55 0,52 0,52 1,00 1,00 0,75 1,00 0,74 0,52 0,69 0,55
акт -0,91 0,91 0,82 0,91 0,75 0,75 1,00 0,75 0,99 0,82 0,88 0,68 0,91
N -0,53 0,55 0,52 0,52 1,00 1,00 0,75 1,00 0,74 0,52 0,69 0,55
8 -0,91 0,92 0,83 0,91 0,74 0,74 0,99 0,74 1,00 0,78 0,84 0,66 0,92
Н -0,88 0,85 0,75 0,86 0,82 0,78 1,00 0,80 0,39 0,86
К -0,82 0,80 0,69 0,82 0,52 0,52 0,88 0,52 0,84 0,80 1,00 0,55 0,81
Р -0,43 0,48 0,55 0,69 0,69 0,68 0,69 0,66 0,39 0,55 1,00 0,47
мс -1,00 1,00 0.95 0,96 0,55 0,55 0,91 0,55 0,92 0,86 0,81 0,47 1,00
Анализ корреляционных связей (см. табл. 8) свидетельствует, что между свойствами почв образуется пропорциональная система, отражающая полученную группировку и она достаточно устойчива, хотя, конечно, в какой-то мере субъективна и случайна. При иной группировке можно получить другие коэффициенты корреляций. В этой группировке наиболее наглядными получились связи между активными свойствами почв, такими как ил, гумус, ЫРК, pH, физическая глина. Всего было исследовано 158 взаимодействий, из них на 1 % уровне значимости оказалось 127, на 5 % уровне - 131, на 10 % уровне - 139 достоверных коэффициентов корреляций. Конечно, коэффициенты корреляций - (КК) с вероятностью 0,99 предпочтитель-
ней, поскольку позволяют провести линейный регрессионный анализ.
Для достоверных КК были вычислены доверительные интервалы (см. табл. 9) и соответствующие им коэффициенты регрессионных уравнений, они показаны в табл. 10. Остальные КК требуют исследования на определение нелинейных форм связи. Нужно отметить, что исследовалось 18 различных свойств и поэтому громоздкие матрицы результатов разбивались на части.
Из исследованных свойств почв наименьшее количество достоверных КК имеют: масса почвенного профиля - 4, капиллярная -3 и некапиллярная порозность - 3, степень оподзоленности - 6 и оглеения - 4 (табл. 11).
Таблица 9
Стандартные ошибки (верхняя) и доверительные интервалы (нижняя полуматрица) коэффициентов корреляции на 1 % уровне значимости (к = 2,7)
пес ф.гл пип ил п гум № акт N Б Н К Р нек Мс пдз ОГЛ
пес 0,00 0,00 0,02 0,01 0,11 0,11 0,03 0,11 0,02 0,03 0,05 0,12 0,15 0,00 0,15 0,15
ф,гл 0,01 0,00 0,01 0,01 0.11 0,11 0,03 0,11 0,02 0,04 0,05 0,12 0,15 0,00 0,15 0,15
пип 0,05 0,03 0,00 0,05 0,11 0,11 0,05 0,11 0,05 0,07 0,08 0,13 0,15 0,02 0,15 0,15
ил п 0,03 0,03 0,14 0,00 0,11 0,11 0,03 0,11 0,03 0,04 0,05 0,11 0,14 0,01 0,15 0,15
гум 0,30 0,30 0,30 0,30 0,00 0,00 0,07 0,00 0,07 0,13 0,11 0,08 0,15 0,11 0,12 0,11
Кг 0,30 0,30 0,30 0,30 0,01 0,00 0,07 0,00 0,07 0,13 0,11 0,08 0,15 0,11 0,12 0,11
акт 0,08 0,08 0,14 0,08 0,19 0,19 0,00 0,07 0,00 0,05 0,03 0,08 0,15 0,02 0,15 0,14
N 0,30 0,30 0,30 0,30 0,01 0,01 0,19 0,00 0,07 0,13 0,11 0,08 0,15 0,11 0,12 0.11
5 0,05 0,05 0,14 0,08 0,19 0,19 0,01 0,19 0,00 0,06 0,04 0.09 0,15 0,02 0,15 0,14
Н 0,08 0,11 0,19 0,11 0,14 0,16 0,00 0,05 0,13 0,15 0,04 0,15 0,15
К 0,14 0,14 0,22 0,14 0,30 0,30 0,08 0,30 0,11 0,14 0,00 0,11 0,15 0,05 0,15 0,15
Р 0,32 0,32 0,30 0,22 0,22 0,22 0,22 0,24 0,35 0,30 0,00 0,13 0,12 0,11 0,15
нек 0.35 0,00 0,15 0,06 0,12
мс 0,01 0,01 0,05 0,03 0,30 0,30 0,05 0,30 0,05 0,11 0,14 0,32 0,00 0,15 0,15
пдз 0,32 0,32 0,32 0,30 0,16 0,00 0,15
ОГЛ 0.30 0,30 0,30 0,32 0,00
Таблица 10
Регрессия вида у = а + в ■ х [полуматрица коэффициентов А - верхняя) и коэффициентов В - нижняя]
А пес Ф..ТЛ пип ил п гум Кг акт N 8 Н К Р мс
пес 0,00 15,23 14,53 15,14 15,31 15,31 16,01 15,31 14,52 15,60 15,66 16,38 16,05
ф,гл 15,56 0,00 0,71 0,11 -0.20 -0,20 -0,76 -0,20 0,75 -0,19 -0,31 -1,69 -0,82
пип 7,19 -0,17 0,00 0,06 -0,26 -0,26 -0,42 -0,26 0,25 -0,13 -0,15 -0,56
ил п 8,22 0,12 0,65 0,00 0,06 0,06 -0,38 0,06 0,45 -0,11 -0,20 -1,31 -0,31
гум 129,74 50,12 53.94 51,10 0,00 0,00 33,96 -0,01 46,54 44,70 -5,21 45,95
Кг 7,55 2,92 3,14 2.98 0,00 0,00 1,98 -0,00 2,71 2,60 -0,30 2,68
акт 16,87 1,66 2,51 1,61 -0,52 -0,52 0,00 -0,52 1,83 1,21 0,49 -2,92 0,84
N 2,19 0,85 0,91 0,86 0,00 0,00 0,57 0,00 0,79 0,75 -0,09 0,78
8 9,17 -0,10 0,41 -0,12 -1,33 -1,33 -1,06 -1,33 0,00 -0,23 -0,65 -2,72 -0,60
Н 2,66 0,27 0,40 0,25 0,11 0,00 0,37 0,00 0,11 0,05 0,13
К 2,32 0,33 0,45 0,31 0,22 0,22 0,11 0,22 0,37 0,21 0,00 -0,17 0,22
Р 0,54 0,31 0.30 0,21 0,21 0,26 0,21 0,30 0,31 0,28 0,00 0.30
мс 10,54 0,53 0,99 0.60 0,42 0,42 0,03 0,42 1,01 0,37 0,31 -0,50 0,00
В пес ф,гл пип ил п гум Кг акт N 8 н К Р мс
пес 1,00 -0,96 -1,83 -1,71 -0,05 -0,93 -0,83 -3,20 -1,38 -4,86 -5,11 -13,14 -1,51
Ф.ГЛ -1,02 1,00 1,90 1,77 0,06 0,99 0,86 3,42 1,42 4.81 5,13 14,98 1,56
пип -0,48 0,47 1,00 0,75 0,03 0,47 0,38 1,61 0,64 2,13 2,23 0,00 0,74
ил п -0,53 0,52 0,89 1,00 0,03 0,50 0,46 1,74 0,76 2,66 2,87 9,25 0,81
гум -5,16 5,23 9,88 9,06 1,00 17,18 6,73 59,25 10,87 31,56 203,89 8.11
Кг -0,30 0,30 0,57 0,53 0,06 1,00 0,39 3,45 0,63 1,84 11,87 0,47
акт -1,00 0,97 1,74 1,79 0,08 1,45 1,00 4,99 1,63 4,98 6,04 22,46 1.52
N -0,09 0,09 0,17 0,15 0,02 0,29 0,11 1,00 0,18 0,53 3,44 0.14
Б -0,61 0,59 1,07 1,09 0,05 0.86 0,60 2,96 1,00 2,88 3,50 13,24 0.93
Н -0,16 0,15 0,26 0,28 0,14 0,21 1,00 0,90 2,14 0,24
К -0,13 0,12 0,22 0.24 0,01 0,15 0,13 0,50 0,20 0,71 1,00 2,65 0,20
Р -0,01 0,02 0,00 0,03 0,04 0,02 0,14 0,03 0,07 0,11 1,00 0,02
мс -0,65 0,64 1,21 1,13 0,04 0,63 0,55 2,18 0,91 3,13 3,32 9,45 1,00
Понятно, что увеличение почвенной массы (плотности) приводит к уменьшению капиллярной и некапиллярной порозности г- - 0,82 и - 0,43, что соответствует увеличению мощности бесструктурного подзолистого горизонта, сопровождаясь уменьшением содержания фосфора в почвах.
Интересна связь интенсивности процессов почвообразования и общего изменения свойств почв. Увеличение степени опод-золенности сопровождается увеличением количества гумуса (г - 0,41), азота и фосфора (г= 0,51), а это связано с накоплением органики в условиях большего увлажнения дерново-сильноподзолистых почв, то есть связь косвенно отражает условия почвообразования. Усиление интенсивности процесса оглеения, возникающего при переувлажнении почв, приводит к потере гумуса и азота (/-= 0,51), к увеличению плотности почв и уменьшению некапиллярной порозности (г = -0,46), и, следовательно, к ухудшению аэрации почв.
В табл. 12 приведены коэффициенты парных линейных регрессионных уравнений (КРУ).
Однако все КРУ, находящиеся в нижней полуматрице табл. 10 и 12 (или сле-
ва от жирных 0,0 или 1,0) использовать нельзя, поскольку в качестве независимых переменных будут выступать свойства почвы, а искомой величиной будет индекс, выражаемый целым числом (например, 1 - слабоподзолистые, 2 - среднеподзолистые. 3 -сильноподзолистые). Целые значения получить, как правило, не удается из-за вычислительных округлений изображения КРУ. Нельзя пользоваться среднестатистическими данными по той же причине. Это относится к мехсоставу (мс), степени оподзоленности (пдз) и оглеенности (огл). Коэффициенты оставлены для иллюстрации связи.
Результаты работ, изложенные выше свидетельствуют об их двух видах: специ-альную-почвоведческую, которая включает в себя сбор, группировку и начальную обобщающую обработку материалов исследования почв и математико-статистическую, которую можно разбить на две части: математико-статистическую и моделирование. Первая часть - специальная, свидетельствует о возможности изображения полученных данных в единой системе измерения, применяемой при оценке природных ресурсов и в лесном хозяйстве: масса, объем, площадь.
Таблица 11
Достоверные коэффициенты корреляций (1% уровень значимости при ^ 45 К= 2,7)
масса гум № N Р кап нек Пдз огл
масса 1,00 0,42 -0,82 -0,43 0,60
кап -0,82 1,00
нек -0,43 -0,38 1,00 -0,76 -0,46
пдз 0,60 0,41 0,41 0,41 0,51 -0,76 1,00
огл -0,51 -0,51 -0,51 -0,46 1,00
Таблица 12
Регрессия вида у= а +в-х [полуматрица коэффициентов А - верхняя и коэффициентов В - нижняя]
масса гум № N Р кап Нек пдз ОГЛ
масса А 0,00 14,68 26,12 16,03 14,91
масса В 1,00 1,85 -0,25 -0,21 0,23
пдз А -22,05 0,87 0,87 0.87 -0,19 5,04 0,00
пдз В 1,57 0,02 0,28 0,95 5,91 -0,98 1,00
ОГЛ А 3,40 3,40 3,40 3,87 0,00
ОГЛ В -0,02 -0,34 -1,18 -0,60 1,00
В данном случае, при пересчёте свойств почвенного профиля (а1, А2, А "/В и В) 45 разновидностей дерново-подзолистых почв в единицы массы на 1 га получилась таблица, разбивающая все свойства почв как бы на 3 части: устойчивую (пассивную), коллоидно-органическую и ионно-активную. Каждая часть рассмотрена отдельно.
В первой части статьи показан алгоритм, возможность и результат пересчета в форме достаточно сложных и громоздких таблиц, с целью характеристики свойств всех взятых для рассмотрения почв. В 1-й таблице показана связь с генезисом почв, в остальных таблицах почвы и их свойства показаны в форме столбцов. Поскольку анализировалось от 18 до 24 свойств почв, их общие изменения описывались в словесной, интервальной и ранжированной форме, кратко показывались примеры применения полученных данных для ресурсной, лесной, парковой оценки и оценки обеспеченности лесных почв элементами питания. Установлено, что масса ионного количества каждого взятого и способного к обмену элемента не превышает тысячных долей % от почвенной массы, а их сумма сотых долей. Установлено, что из элементов наибольший недостаток лес испытывает в азоте, затем в обменных основаниях и фосфоре, калий колеблется от некоторого недостатка до избытка.
Поскольку почва является открытой, динамической, сложной системой, характеризуемой не менее сложной системой свойств и показателей, их анализ чрезвычайно затруднен, это видно, например, при составлении определителей почв, в которых приводятся некоторые морфологические и самые общие, далеко неполные агрохимические свойства почв (pH, % гумуса). В данном случае, изображенные в таблицах, 18 свойств образуют достаточно сложную систему, отражающую один фактор (мехсостав) и два процесса почвообразования (подзоли-
стый и глеевый), что весьма затрудняет их анализ. Ясно, что требуются другие методы, позволяющие получить как общие данные, так и данные о связях внутри самой системы.
Вторая часть выполнена информационно-статистическими и имитационными методами, в результате которых были получены общие среднестатистические данные, проведен корреляционный анализ, определены ошибки коэффициентов корреляций (КК), их доверительные интервалы, по критериям достоверности Стьюдента. Из 158 КК отобрано 127 на 1 % уровне значимости и вычислены первые имитационные модели в форме линейных регрессионных уравнений, отражающих детальную связь между свойствами почв в единицах массы и объема. Таким образом, был проведен анализ полученной системы свойств почв.
Результаты могут быть использованы как в практических интересах - относительная оценка лесных почв (бонитировка), оценка почвенно-минеральных ресурсов, обеспеченности почв элементами питания, (приготовление смесей), так и для дальнейшей разработки более сложных моделей и оценок.
Литература
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: МГУ, 1961. - 491 с.
2. Глинка Р.Л. Общая химия. - М.-Л.: Госхимиздат, 1946.-695 с.
3. Соболев С.С. Бонитировка почв на территории СССР.-М.: МЛТИ, 1974,- 118 с
4. Ремезов Н.П., Погребняк П.С. Лесное почвоведение. - М.: Лесная промышленность, 1965. - 324 с.
5. Плохинский Н.А. Биометрия. - М.: МГУ,1970.-367 с.
6. Свалов Н.Н.Вариационнаястатистка. - М.: Лесная промышленность. 1975.- 177 с.
