Как сделать почвенную карту
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Это надежный метод получения пространственной и временной информации о почвах.
Почвенная карта представляет собой уменьшенное и обобщенное в заданном масштабе изображение почвенного покрова на плоскости (топографической основе), построенное по математическим законам, в определенной системе условных обозначений. В зависимости от практических целей различают детальные, крупномасштабные, среднемасштабные, мелкомасштабные и обзорные карты.
Почвенные карты делятся на общие и специальные. На общих картах показывают географическое распределение генетических разностей почв (типов, подтипов).
К специальным относятся карты, предназначенные для решения различных производственных задач: карты типов местообитаний лесных пород, почвенно-экологические, почвенно-мелиоративные, почвенно-агрохимические, почвенно-эрозионные карты, карты химического загрязнения почв и др.
Фрагмент карты типов почв, местообитаний и типов леса
Почвенная карта служит основой для планирования видов землепользования, лесоустройства, оценки экономической и экологической целесообразности использования территорий для производственной деятельности, оценки биологической продуктивности лесов, разработки систем управления почвенным плодородием. Получить подробные данные о строении почвенного покрова лесных
территорий можно лишь методом полевого картографирования почв. Заданная цель картографирования лесных территорий определяет масштаб будущей карты.
Масштаб карты — это степень уменьшения расстояний и площадей на карте относительно соответствующих расстояний и площадей на местности.
Детальными называются карты масштаба от 1 : 200 (в 1 см 2 м) до 1 : 2 000 (в 1 см 20 м), крупномасштабными — от 1 : 5 000 (в 1 см 50 м) до 1 : 50 000 (в 1 см 500 м), среднемасштабными — от 1 : 100 000 (в 1 см 1 км) до 1 : 200 000 (в 1 см 2 км), мелкомасштабными — от 1 : 300 000 (в 1 см 3 км) до 1 : 1 000 000 (в 1 см 10 км), обзорными — 1 : 2 500 000 и мельче.
Почвенный покров представляет собой непрерывное (континуальное) образование. При его картографировании главной задачей является выделение однотипных дискретных контуров — почвенных ареалов, площадь которых можно отобразить на карте заданного масштаба.
Классификация почв позволяет выделять в пространстве разные однородные ареалы по классификационным признакам и выявлять закономерности распространения почв в пределах заданной территории (структуру почвенного покрова — СПП). Каждый классификационный выдел занимает определенный ареал. Чем выше таксономический уровень описания почвы, тем большую площадь эта почва занимает. Чем крупнее масштаб карты, тем больше возможностей показать на ней ареалы почв низких таксономических уровней: родов, видов, разновидностей.
Классификация почв — основа перехода от континуального почвенного покрова к дискретному его изображению на карте.
Для целей лесного хозяйства при планировании лесоустроительных и других мероприятий, составлении проектов размещения лесных массивов, полезащитных лесных полос, мелиоративных объектов, научно-исследовательских и селекционных станций, питомников, садов и парков применяются крупномасштабные почвенные карты: от 1 : 25 000 до 1:50 000. Для их составления необходимо выполнить крупномасштабное картографирование почвенного покрова в поле. Материалы крупномасштабного картографирования являются основными и для генерализации изображения почвенного покрова при создании карт более мелкого масштаба.
Цель крупномасштабного полевого картографирования состоит в выявлении на местности контуров, занятых почвенными разновидностями. За наименьшую пространственную единицу приняты элементарные однородные по механическому составу почвенные ареалы — ЭПА. Они могут быть охарактеризованы содержанием, геометрией контуров и положением в структуре почвенного покрова.
Содержание ЭПА определяется классификационным положением образующей его почвы наиболее низкого таксономического уровня.
Геометрия ЭПА описывается его площадью, формой и степенью изрезанности границ. Площадь ЭПА колеблется в очень широком диапазоне. Для солонцов типичны мелкие ареалы (до 0,5 м 2 ), для подзолистых почв — средние (до 1,5 га), для чернозёмов — крупные (более 1,5 га). По форме ЭПА делятся на три группы: изоморфные, вытянутые и линейные. Для первых отношение длины наибольшей оси к длине наименьшей не превышает 2, для вторых находится в пределах от 2 до 5, для третьих — больше 5. Выявление границ ЭПА, их нанесение на карту и увязка с соседними контурами проводятся, как правило, в поле.
Положение в СПП определяется положением ЭПА в почвенных комбинациях: сочетаниях, мозаике, комплексах, пятнистости, вариациях, ташетах.
При составлении крупномасштабной почвенной карты оценивается возможность нанесения на карту всех ЭПА, площадь которых позволяет наносить их на карту заданного масштаба. Минимальный размер ЭПА, который может быть показан на карте масштаба 1 : 25 000, составляет 1,25 га. Для карты масштаба 1 : 50 000 минимальный размер ЭПА почти в 5 раз больше — около 6,0 га. ЭПА площадью менее 20 га невозможно поместить на карту масштаба 1 : 100 000, хотя на карте масштаба 1 : 10 000 этот же ЭПА занимает площадь 20 см 2 . Даже при составлении крупномасштабных карт невозможно представить на них все встречающиеся в природе ЭПА. Эта проблема решается методом картографической генерализации.
Картографическая генерализация ПП — это выделение и отображение на карте наиболее существенных для целей картографирования особенностей строения ПП, выявление закономерностей взаиморасположения мелких почвенных контуров и определение их места в СПП. При наличии множества мелких по площади ЭПА, не поддающихся нанесению на карту в данном масштабе, выделяются сложные почвенные контуры, где основной фон составляют
преобладающие почвы. Однотипные мелкоареальные почвы, входящие в выделенный контур, показывают условными знаками, характеризующими их место в СПП и доли (%) от площади контура. При этом придерживаются следующих градаций: до 10%, 10—25 (30)%, от 26 (31) до 50%.
Генерализация контуров ПП при составлении почвенных карт выполняется следующими методами.
Метод преобладающей почвы, или классификационный метод, состоит в объединении ЭПА, близких по классификационному положению, в контур, получающий наименование от более таксономически высокой классификационной единицы. При использовании этого метода генерализации карта дает сведения о господствующей почве в показанном на карте контуре.
Метод компонентов ПП предусматривает учет наряду с компонентами ПП соотношения площадей, занимаемых отдельными почвами, объединенными в один контур. При использовании этого метода генерализации карта дает сведения обо всех компонентах ПП.
Метод структуры почвенного покрова заключается в анализе состава и характеристики взаимосвязей мелких однотипных ареалов ПП и закономерностей их взаиморасположения в доминирующей мезоструктуре СПП. На карте отображаются контуры границ почвенных комбинаций, например, сочетаний. При использовании этого метода генерализации карта дает дополнительные сведения о характере связей между компонентами ПП, его сложности и контрастности. От точности определения СПП зависит информативность почвенных карт, как мелкомасштабных, так и крупномасштабных.
В лесном хозяйстве применяются в основном крупномасштабные почвенные карты.
Основы крупномасштабного почвенного картографирования. Крупномасштабное почвенное картографирование включает три периода: подготовительный камеральный, полевую съемку и заключительный камеральный.
В настоящее время эффективность и качество картографирования достигается за счет использования информационных технологий. К ним относятся компьютерное и специальное научное оборудование, программное обеспечение. Они могут быть использованы на всех этапах работы.
Подготовительный период включает сбор и систематизацию имеющихся картографических, литературных, дистанционных и фондовых материалов по объекту съемки, анализ их полноты и качества. В него входят также сбор материала по характеристике факторов дифференциации почвенного покрова в электронной форме (векторной и растровой), спектрозональных космических снимков и аэрофотоснимков, цифровых моделей рельефа исследуемой территории. Для почвенного картирования могут быть полезны снимки, выложенные в свободном доступе в сети Интернет.
Содержание подготовительного периода следующее:
- географическая привязка объектов съемки;
- подбор материалов и подготовка картографической основы (топографические карты, аэрокосмические снимки и фотоплан местности);
- изучение материалов о факторах почвообразования по имеющимся сведениям о почвах и особенностях строения почвенного покрова;
- составление предварительного систематического списка почв;
- выбор масштаба съемки (может быть задан), исходя из цели;
- составление предварительного макета почвенной карты.
В подготовительный этап входит также экспорт (ввод) карт, точек и маршрутов в навигационное оборудование, планируемое к использованию в поле, перевод в цифровую форму бумажных вариантов карт и загрузка материалов в компьютер.
В ходе подготовительного периода составляется максимально полный цифровой образ картографируемой территории. При составлении почвенных карт лесных территорий используются различные картографические материалы, планы лесоустройства, текстовые, графические документы о природных условиях: климате, рельефе, почвах, почвообразующих породах, растительности, грунтовых и поверхностных водах.
Для оптимизации полевого картирования почв предварительно создается контурная основа почвенной карты. Она представляет собой контурную сетку предполагаемого расположения почвенных ареалов на исследуемой территории. Контурная основа — это теоретическая схема ПП, построенная исходя из законов связи почв с факторами почвообразования, определяющими дифференциацию ПП. Облегчить подготовку контурной основы может использование геоинформационных систем. Факторная основа включает карты элементов мезорельефа, почвообразующих и подстилающих пород, уровней грунтовых вод. На их базе до выезда в поле составляется макет почвенной карты.
Макет почвенной карты служит наглядной основой целенаправленного полевого изучения почв и подробной съемки ПП. Цель создания контурной основы макета — представить собранную и
систематизированную информацию о ПП в виде почвенных контуров, составить предварительную легенду к почвенной карте, определить объем и конкретное содержание полевых работ до выхода в поле.
Для составления макета почвенной карты необходимо искать связи почв и почвенных комбинаций с факторами почвообразования, отображая их на контурной основе. Систематизированная в виде группировок информация о рельефе, почвообразующих породах, коренной лесной растительности с дистанционными изображениями территории сопоставляется со списком почв, информацией о структуре почвенного покрова. Исходя из полученных связей между почвами и индикаторами наносятся в условных знаках контуры однотипных почвенных ареалов.
Полевая съемка (полевые исследования) включает следующие виды работ:
- заложение точек опробования (почвенных разрезов, почвенных ям, полуям, прикопок в соответствии с нормами съемок для данного масштаба и категорией сложности территории);
- уточнение на местности определенных по макету границ и форм почвенных контуров;
- морфологическое описание и отбор почвенных образцов для физико-химической, микроморфологической и микробиологической характеристики (биономического анализа) почв, уточнения классификационной принадлежности почвы;
- картирование почвенного покрова участков, не обеспеченных соответствующей почвенной информацией.
Из технических средств наиболее востребован при почвенной съемке GPS- или ГЛОНАСС-навигатор, позволяющий точно определять координаты почвенных разрезов и привязывать их к карте.
Используя ноутбуки и планшетные полевые компьютеры, в полевых условиях можно работать с настольными ГИС, например, ArcGis и MapInfo.
Сочетание в ГИС слоев информации о рельефе, почвообразующих породах, растительности, лесоустройстве и других характеристиках изучаемой территории существенно повышает качество почвенного картографирования.
Полевые исследования по содержанию работ разделяются на два этапа. Первый этап направлен на составление полного списка почв, установление закономерностей ПП, создание системы ландшафтных индикаторов и включает рекогносцировочные маршруты с макетом и изучение почв на ключевых участках. Исследованиями должны быть охвачены все типы угодий, рельефа, дистанционных изображений, коренных лесов и выделенные почвенные ареалы.
Важную роль в диагностике почвенных контуров играют древесные породы с избирательной требовательностью к почвенным условиям (ель, сосна, ольха, ясень, дуб и др.). Так, наличие в сосняках ели, дуба, осины является верным признаком для выделения почвенных контуров. Смежные таксационные древостой естественного происхождения, имеющие сходную типологическую структуру, бонитет и состав, как правило, соответствуют одному почвенному контуру. Всю полученную во время съемок новую информацию, касающуюся конкретных контуров, наносят на макет почвенной карты. Обработку и систематизацию материалов ключевых и маршрутных исследований, составление уточненных индикационных таблиц проводят после нанесения на карту всей полученной во время почвенных съемок информации.
На втором этапе полевой съемки отвечают на вопросы, возникшие при составлении авторского оригинала карты, уточняют предварительно выделенные контуры, определяют положение, долю и содержание новых ареалов, а также дополняют индикационные таблицы.
Заключительный камеральный период включает составление окончательного варианта карты с учетом результатов анализа отобранных образцов при генерализации почвенных неоднородностей на соответствующем масштабу картографирования уровне СПП. Основная задача этого периода заключается в составлении векторной модели распределения почв в пространстве и цифровой почвенной карты.
Цифровая карта позволяет оперативно находить местонахождение разрезов по их номеру или название почвы заданного места, а также получать описание точек и информацию о занимаемых почвенными контурами площадях.
Совмещение цифровых образов пространственных данных о почвах, рельефе, почвообразующих породах, климатических характеристиках, растительности, глубине залегания грунтовых вод и лесоустройстве открывает новые возможности для анализа лесорастительных свойств территории и проектирования систем управления почвенным плодородием в целях повышения производительности лесов.
Работа на объекте завершается составлением объяснительной записки к почвенной карте, которая включает следующие данные:
- характеристику почв и почвенного покрова;
- описание факторов дифференциации ПП;
- лесохозяйственную интерпретацию почвенной информации;
- анализ почвенных и природных условий региона, оказывающих влияние на продуктивность лесных насаждений.
В объяснительную записку по требованию заказчика могут быть включены дополнительные специфические для данной территории сведения.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
В настоящее время ставится задача и разрабатываются методы крупномасштабного картографирования с показом структуры почвенного покрова. При этом основное содержание почвенных карт составляют элементарные почвенные структуры (ЭПС), крупные элементарные почвенные ареалы (ЭПА) и реже — мелкоконтурные сочетания и вариации.
Ниже приводится сокращенное изложение сущности методики составления крупномасштабных почвенных карт с показом структуры почвенного покрова, разработанной в Почвенном институте им. В.В. Докучаева (Методические рекомендации, 1989. Составители Л.Л. Шишов, Н.П. Сорокина, Е.И. Панкова).
Основное отличие методики картографирования с показом структуры почвенного покрова заключается в том, что преобладающий объем почвенных выработок (разрезы, полуразрезы, прикопки) распределяется по всей картографируемой площади не равномерно, а сосредоточивается на ключевых участках. Ключевые исследования проводят с целью выявить основные закономерности и причины дифференциации почвенного покрова; определить связь структуры почвенного покрова с микро- и мезорельефом, литологией, растительным покровом, глубиной залегания грунтовых вод и с аэрофотоизображением на аэроснимках. При этом устанавливают границы между ЭПА в пределах ЭПС и процентное содержание ЭПА в ЭПС.
Особое внимание уделяется отражению на картах свойств почв, лимитирующих их плодородие (оглеение, засоление, солонцеватость, эродированность и др).
Виды ключей
Рис. 6.41 (a-в). Примеры детальных ключей-площадок (подзона дерново-подзолистых почв, покровные суглинки, масштаб 1:1 000)
(по Н.П. Сорокиной, 1989): тонкие линии — горизонтали (сечение 10 см); жирные линии — границы ЭПА; пунктир — границы ЭПС
Рис. 6.42. Примеры ключей-профилей (по Н.П. Сорокиной, 1989)
Рис. 6.41 (г) (окончание)
Виды и общее количество ключей определяются особенностями структуры почвенного покрова территории, его изученностью, качеством топографической основы и др. С этой целью в подготовительный период готовятся предварительная картографическая основа и легенда к ней. На топографической карте на основе имеющихся материалов изображаются формы и элементы рельефа, почвообразующие и подстилающие породы, типы фотоизображений, а также ЭПА и ЭПС, если их можно определить на основании предшествующих обследований.
После проведения ключевых исследований проводится экстраполяция их материалов на всю обследуемую площадь. Все ключи наносят на предварительную топографическую основу и составляют индикационные таблицы путем сопоставления элементов рельефа с ЭПС, микрорельефа с ЭПА (табл 6.5).
Индикационная таблица для анализа связей ЭПА с элементами микрорельефа на ключевом участке (по И.С. Кауричеву, Т.А. Романовой, Н.П. Сорокиной, 1992)
микрорельефа
Элементарный почвенный ареал (ЭПА)
Примечание. Чт — чернозем типичный; Чв — чернозем выщелоченный; Чт к — чернозем типичный высоковскипающий; Чл — лугово-черноземная почва.
Индикационные таблицы (см. табл. 6.5) позволяют установить приуроченность различных ЭПА к разным элементам микрорельефа и количественно оценить выраженность этих связей.
Числитель дроби — число прикопок, характеризующих данное сочетание почва—рельеф, знаменатель — оценка вероятности встретить на данном элементе рельефа тот или иной ЭПА (за единицу принимается сумма всех прикопок на данном элементе рельефа).
Элементы рельефа, на которых обнаружена неоднозначная связь с ЭПС (вероятность менее 0,8 или 0,7), нуждаются в дополнительном опробовании или поисках других индикационных признаков (почвообразующие породы, растительность и др.). Индикационные таблицы позволяют выявить пропуски и недостатки в фактическом материале и спланировать дополнительный объем почвенных выработок.
После проведения дополнительных работ составляют окончательный авторский оригинал почвенной карты и легенду к ней. Легенда карты включает список почвенных видов и разновидностей в составе ЭПС, почвообразующие породы, формы и элементы рельефа, площади, занятые ЭПС.
Методика детального картографирования почв
на ключевом участке
Работа на ключевом участке включает:
- 1. Проведение нивелирной съемки и составление высотной основы (топографической карты) масштаба 1:500-1:2000 с сечением горизонталей 10-20 см.
- 2. Проведение пикетажа (расстановка колышков через 10-15 или 20-25 м в зависимости от выраженности микрорельефа).
- 3. Заложение почвенных выработок (разрезы, полуразрезы, прикопки, буровые скважины). Вид почвенных выработок определяется их необходимостью для достижения максимального эффекта. Буровые скважины, наряду с экономией трудовых затрат, в минимальной степени нарушают естественный почвенный покров, что эффективно в тех случаях, когда необходимо его сохранение (опытные участки для различных целей).
- 4. Установление границ между ЭПА и получение информации о связях ЭПА с элементами и формами микрорельефа, почвообразующими породами, урожайностью сельскохозяйственных культур, видом и состоянием естественных фитоценозов и др.
- 5. Проведение границ между ЭПС, которые корректируют по аэрофотоснимкам и крупномасштабным топографическим картам.
В ряде случаев при выполнении дипломных работ, проведении учебно-методической практики по почвоведению нивелирную съемку можно не проводить; точность границ достигается увеличением числа почвенных выработок и пикетажем. Почвенные выработки закладывают по элементам рельефа с привязкой к сети колышков. Число выработок на каждой категории микрорельефа в среднем должно составлять от 3 до 5 повторностей.
Дистанционное обучение - это возможность получить необходимые знания в условиях вынужденного домашнего обучения. При этом нужно быть готовым к отсутствию живого диалога с преподавателями и соревновательного духа, который часто проявляется при очном обучении, когда студенты стараются выделиться знаниями на фоне других. Большое значение имеет самодисциплина, т.к. преподаватель не сможет дистанционно следить за дисциплиной обучающихся.
Номер урока - 43.
Форма урока - дистанционный урок.
Необходимое оборудование и материалы для дистанционного урока:
Поставленные на уроке задачи, решаются не только с помощью учебников, но современных информационных технологий дистанционного обучения и использованием различных сервисов, которые дают возможность обобщить и закрепить уже имеющиеся знания.
Объектами оценки являются результаты деятельности обучающегося, презентация продукта, а также наблюдение за способами деятельности, владение которыми демонстрирует обучающийся при работе во время проведения урока. Урок в таком формате не всегда позволяет оценить реальный уровень знаний студента, т.к. в процессе удалённого контроля знаний он может прибегать к подсказкам и учебным материалам. Поэтому вопросы для оценки уровня знаний студента должны быть сформулированы так чтобы ответы на них невозможно было получить из интернет-ресурсов.
Для рационального использования почв на разных уровнях руководства сельским хозяйством, кроме крупномасштабных, почвенных карт, применяют карты других масштабов, различающиеся методикой составления, содержанием и целевым назначением.[ . ]
Масштаб карты определяет не только степень подробности и форму изображения почв, но-и полноту полевого и лабораторного изучения почв. Карты крупного масштаба полнее отображают реальную .картину почвенного покрова территории и сопровождаются более подробной аналитической характеристикой почв .[ . ]
Детальные почвенных карты (масштаб 1 :200 и 1 :5000) подробно и точно отображают почвенный покров территории на уровне распространения низших таксономических единиц — ЭПА. Детальные почвенные карты как эффективный метод исследования почвенного покрова открывают возможности познания генезиса почв, сложных связей между компонентами почвенного покрова и историей его формирования. Их используют для решения как теоретических, так и прикладных вопросов, связанных с изучением пространственной неоднородности и структуры почвенного покрова, закономерных связей почв с факторами почвообразования и урожайностью растений- Из-за сложности и трудоемкости детальной съемки она применяется на небольших площадях при: изучении территорий с высокой комплексностью почвенного покрова; изучении почвенного покрова опытных полей, станций, сортоиспытательных участков; дополнительной расшифровке почвенного покрова территории, картографируемой в более мелком масштабе; организации специализированных овощеводческих, плодово-ягод-ных хозяйств, плантаций высокотребовательных технических и плодовых культур (цитрусовые, чай, виноградники, питомники и др.)‘> проектировании мелиоративных и йротивоэрозионных работ, закладке полевых опытов, стационаров по изучению динамики почвенных процессов и при организации парков.[ . ]
Площадная съемка предусматривает предварительное заложение на обследуемом участке при помощи инструмента параллельных ходов, которые в натуре закрепляют пикетами (колышками), расположенными на одинаковом расстоянии один от другого. Расстояние между ходами и пикетами в зависимости от масштаба съемки и сложности почвенного покрова может быть от нескольких метров (М 1 :500) до десятков (М 1 :2000) и сотен метров (М 1 :5000). Вся картографируемая территория должна быть разбита на равные квадраты, углы которых закреплены в натуре пикетами. План участка с размеченными ходами и пикетами наносят на топографическую основу. Затем, пользуясь рулеткой, почвовед может довольно точно нанести на основу почвенные контуры, привязывая их к определенным пикетам.[ . ]
Профили закладывают прямоугольной полосой шириной 100— 200 м с учетом почвенно-геоморфологических особенностей местности, располагая их от водораздела до подножия склона или долины реки. В этом случае все типичные формы рельефа получают детальную характеристику почвенного покрова, раскрывающую топографическую приуроченность отдельных контуров почв к определенным формам рельефа, что позволяет установить закономерности формирования почвенного покрова исследуемой территории в целом.[ . ]
Привязку почвенных разрезов и границ выделенных почвенных контуров проводят инструментально. Высокая насыщенность почвенными выработками может привести к значительному нарушению почвенного покрова обследуемого участка, поэтому часть почвенных разрезов целесообразно заменить буровыми скважинами глубиной 1,5—2 м.[ . ]
Детальная почвенная съемка в масштабе 1:2000 позволяет отразить на щшне почвенные контуры площадью 5—10 мм2 или 10—20 м2 в натуре (с точностью выделения границ 5—10 м на местности или погрешностью ±1 мм на плане).[ . ]
При детальной почвенной съемке отбирают образцы почв по генетическим горизонтам из всех почвенных разрезов для аналитической обработки. Для каждой таксономической единицы, выделенной на карте, отбирают для анализа не менее двух разрезов. Аналитическую обработку проводят по более полной программе с учетом целей съемки и специфических свойств почв (засоление, солон-цеватость, оглеение и др.).[ . ]
Детальная почвенная съемка в зависимости от поставленных перед ней задач дополняется агрохимическими картограммами, специальными почвенно-геологическими, геоморфологическими, гидрологическими, биологическими и другими исследованиями.[ . ]
Среднемасштабные почвенные карты отражают почвенный покров более схематично, чем крупномасштабные почвенные карты. Так, контур почв менее 20 га, занимающий на крупномасштабной почвенной карте (масштаб 1:10 000) 20 см2 и обоснованный 2—3 почвенными разрезами, на среднемасштабной почвенной карте (масштаб 1:100 000) не подлежит выделению, так как его площадь составляет всего 0,2 см2.[ . ]
Читайте также: