Оценка бурового метода исследования почвенной влажности

Как отмечает А. А. Роде, буровой метод и сейчас наиболее широко распространен в гидрологических исследованиях. Принципиальный недостаток этого метода — его невоспроизводимость, невозможность «вернуться» с буром в ту же самую точку почвы. Каждое последующее определение влажности захватывает новый объем почвы, что вносит элемент неопределенности в измерение почвенной влажности. Отбор образцов из бура также может создать некоторую неопределенность в величине влажности. Обычно объемы буров достигают значительной величины (более 100 см3), и образцы почв отбираются на значительном протяжении почвенного профиля (от 5 до 20 см). Мы уже цитировали мысль В. Г. Ротмистрова о влиянии прерывистого отбора образцов почвы на влажность. Пропуск глубин приводит к появлению колебаний во влажности почвы. Лишь постепенный (через каждый сантиметр) отбор проб дает плавную кривую изменчивости содержания влаги в профиле почв. Влажность образцов из одного бура заметно различается, в зависимости от способа его отбора: в верхней части бура, в нижней части, как среднюю пробу по всему буру. При этом заметно некоторое повышение влажности почвы в образце, взятом из нижней части бура. На основании этих и других аналогичных данных был составлен статистический паспорт бурового метода. Как видно из паспорта, расхождение между определениями влажности для двух образцов, взятых из одного бура, может достигать значительной величины: минимальная разность между двумя отсчетами должна составлять 3%, чтобы быть достоверной с вероятностью 0,95. Причина такого разброса данных по влажности в том, что почва из верхней части бура, как правило, суше почвы из нижней части бура. Характер изменчивости влажности в буре не зависит от характера изменчивости влажности в профиле почв.

Таким образом, методика отбора проб почвы на влажность может существенно исказить действительную картину. Поэтому необходимо соблюдать единообразие в методике отбора проб, что значительно уменьшит варьирование значений влажности, связанное с «методической» погрешностью и позволит сравнивать влажность почв различных вариантов с большой достоверностью. В наших исследованиях образец на влажность почв отбирался из нижней части бура (высота образца 3 — 5 см).

При изучении влажности почв в парцеллах повторность была 3-кратная, при этом скважины закладывались по радиусу парцеллы.

Варьирование влажности почв для одного срока наблюдений установлено еще А. А. Измаильским. Указывая на значительные колебания во влажности почв при случайном заложении скважин, он считал неправильным использовать усредненные данные. Поэтому, закладывая скважины в «типичном» месте, А. А. Измаильский использовал выбранную площадку в течение всех сроков наблюдений. Изменение влажности по профилю почв постепенно (Ротмистров, 1904), поэтому те колебания, которые получаются обычно при определении влажности, обусловлены методическим недостатком — отбором слишком больших объемов почв (0 — 5 или 0—10 см по глубине). Применив методику послойного отбора проб (мощность слоев — 1 см), В. Г. Ротмистров получил очень плавную кривую изменения влажности по профилю почв. Поэтому он ориентировался на индивидуальные скважины, не усредняя их, считая такое усреднение неправомерным.

Аналогично варьирование влажности для серо-бурых почв Канады, где повторность при определении ее должна быть 6—10-кратной, а при более высокой точности — 60-кратной. Отмечается, что для черных глинистых почв Австралии влажность варьирует тем больше, чем больше влажность почв, т. е. чем меньше сосущая сила.

Таким образом, характер варьирования почвенной влажности установлен. Однако причины этого варьирования хотя и указаны, но в ряде случаев не доказаны. Можно выделить две группы причин, определяющих варьирование почвенной влажности: это ошибки методов определения почвенной влажности и ее пространственная неоднородность.

Влажность почв в разных парцеллах. Наблюдения за влажностью почв разных парцелл в дубо-ельнике волосистоосоковом проводились в 1963 г. (влажные весна и начало лета, сухая вторая половина лета), 1964 г. (сухая первая половина лета), 1965 г. — год нормального, равномерного увлажнения. Результаты всех наблюдений показывают, что в первую половину лета в почвах парцелл не наблюдается существенных различий во влажности. К августу эти различия проявляются отчетливо, независимо от характера гидротермического режима года. Четко прослеживается различие в режиме влажности между почвами еловых парцелл и парцелл, сформировавшихся под влиянием лиственных пород. Среднедерново-слабоподзолистая почва дубово-медуничной парцеллы иссушается значительно меньше, чем слабодерново-среднеподзолистая почва елововолосистоосоковой парцеллы. Меньшее иссушение почвы в летний период отмечается и в осиново-снытевой парцелле (рекогносцировочные данные).

Аналогичные данные характерны и для липо-ельника зелено-мощно-осокового. Прежде всего, для этого типа леса характерна общая более низкая, по сравнению с почвами дубо-ельника, влажность почв, что связано с большим участием ели в этом типе леса.

Но и в этом типе леса отмечается более высокая влажность почв в парцеллах, сформированных с участием лиственных пород (в елово-липовой парцелле). Отмечается заметное увеличение влажности верхних горизонтов почв елово-мшистой парцеллы.

Нейвирт вскрыл зависимость влажности почв от структуры сосновых насаждений. Наши данные подтверждают отмеченное указанными исследователями влияние древесных пород па влажность почв, показывают, что эти воздействия могут быть локальными, и в пределах одного-типа леса объем почвы, относящийся к дубовой парцелле, ближе по влажности (ее величине и распределению) к почве дубравы, нежели к почве соседней еловой парцеллы. Очевидно, анизотропность почв сохраняет локальные различия во влажности (в ненасыщенных водой почвах), что, как это уже указывалось, связано с низкой влагопроводностью в боковом направлении.

Различия во влажности почв хорошо подтверждаются данными по изменению запасов влаги в течение сезона. Хотя в почве елово-волосистоосоковой парцеллы запасы влаги в весенний период несколько (недостоверно) больше, чем в почве дубовой парцеллы, к сентябрю запасы влаги в почве еловой парцеллы падают значительно ниже, чем в почве дубовой парцеллы.

 

Статьи