Т. 327, № 4

Иерархическая концепция неоднородности почв и планирование масштаба исследования

Актуальность. Неоднородность почв, как естественного происхождения, так возникшую под воздействием ходовых систем, необходимо соразмерять с масштабом исследования. Почвенный покров просеки санитарно-защитной зоны воздушной линии электропередачи рассматривается в качестве иерархической системы. В почвенном покрове присутствует как естественная неоднородность, так и деградированные антропогенные почвы. Учет деградированных земель - актуальная проблема. Целью работы является установление иерархической структуры неоднородности почвенного покрова с помощью вейвлет-анализа и установление её взаимосвязи с размером почвенного индивидуума для определения масштаба исследования антропогенно-измененных дерново-подзолистых почв на малых дистанциях. Методы исследования. Использован вейвлет-анализ на основе фазово-частотной характеристики, реализованный в пакете МАТЛАБ-7.1 функции гаусс-5 (cgau5). Вейвлет анализ последовательно сопоставляет колебательные циклы дискретной функции с циклом модельной. Модельный цикл последовательно меняет размер. В качестве дискретной функции использовано измерение мощности гумусового горизонта. Измерения мощности гумусового горизонта (N=1826) проведены на стенке траншеи длиной 67 м, пересекающей санитарно-защитную зону воздушной линии электропередачи 500 кВ. За основу определения размеров почвенного индивидуума взяты идеи Ф. И. Козловского с использованием Фурье-преобразования. Результаты. Вейвлет анализ позволяет выявить иерархическую структуру неоднородности почвенного покрова санитарно-защитной зоны. Рассмотрена асимметрия фазово-частотной диаграммы почвенного покрова. Обоснован расчет линейных размеров почвенного индивидуума. Обоснованы и даны рекомендации определения масштабных эффектов при изучении антропогенных почв. Выводы. При помощи вейвлет-анализа выявлена система иерархически вложенных циклов неоднородности почв, которые могут рассматриваться в качестве индивидуумов низших таксономических единиц почвенной классификации. Показана асимметрия фазово-частотной характеристики почвенной неоднородности. Установлено, что на разных уровнях иерархии частота встречаемости почвенных индивидуумов пропорциональна квадратному корню линейного размера. Определены зависимости между количеством циклов, размером и масштабом наблюдения. Обоснован расчет масштабной сетки наблюдения для изучения антропогенно-нарушенных почв санитарно-защитной зоны линейных объектов. При формировании сети мониторинговых наблюдений для типа дерново-подзолистых почв рекомендуется устанавливать расстояния между почвенными наблюдениями менее или равными размерам почвенного индивидуума - 450-500 м.

Ключевые слова:

электронный ресурс, гумусовый горизонт, почвенные индивидуумы, вейвлеты, масштабы, иерархии, антропогенные почвы, MAUP, воздушные линии электропередачи, воздушные ЛЭП, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Захарченко Александр Викторович

Алексеев Валерий Иванович

Ипатова Дарья Витальевна

Скачать PDF