Основы экологического мониторинга - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

29
Рисунок 1.2 – Диаграмма физического состояния почв
по А.Д. Воронину (Воронин, 1984)
Провести эти линии
легко, используя сле-
дующие уравнения для
соответствующих гра-
ничных значений по-
тенциалов в зависимо-
сти от влажности почвы
(A%). Потенциал мак-
симальной капиллярно-
сорбционной влагоем-
кости lg|
ψ
мксв
| = 1,17+A.
По этой линии в точке
пересечения с ОГХ оце-
нивается так называемая
предельная полевая или
наименьшая влагоем-
кость - (НВ), полевое
определение которой методом заливных площадей по Н.А. Качинско-
му представляет собою довольно трудоемкую задачу.
Ниже этой линии вода находится в подвижном состоянии и бы-
стро удаляется из почвы посредством гравитационного оттока. В
структуре порового пространства доминируют большие поры ин-
фильтрации и аэрации, а почва ведет себя как вязкопластичное и упру-
говязкое пластичное тело, механическая обработка которого крайне
затруднена. Потенциал максимальной молекулярной влагоемкости:
lg|
ψ
ммв
|= 1,17+3A%.
Между этой линией и предыдущей (МКСВ) почвенная влага на-
ходится в доступной для растений, но малоподвижной пленочно-
капиллярной форме, преобладают тонкие влагопроводящие поры, а
почва приобретает свойство упругости и податливости к обработке
механическими орудиями (хрупкости, крошимости пласта) при при-
ближении к границе ММВ.
Последняя линия потенциала максимальной адсорбционной
влагоемкости: lg|
ψ
мав
|= 4,2+3A% отделяет адсорбированную проч-
носвязанную воду, абсолютно недоступную растениям от рыхлосвя-
занной, практически неподвижной влаги, при которой наступает рез-
кое снижение транспирации и продуктивности растений. Почва ведет
себя как твердообразное, вязкоупругое прочное тело, обработка кото-
30
рого крайне затруднена и приводит к формированию глыбистости. В
диапазоне ММВ-МАВ преобладают влагосохраняюшие поры, а за его
пределами микро- и нано-поры, в которых может происходить явле-
ние конденсации влаги, однако она будет совершенно недоступной
корням растений, потенциал которых (сосущая сила) редко превышает
1500-2000 Дж/кг (pF=4,2-4,3).
Таким образом, имея ОГХ, исследователь по сути обладает эко-
лого-физическим паспортом почвенной системы, позволяющим ему
прогнозировать физическое состояние почвы и его динамику в зави-
симости от уровня увлажнения. Еще одна область применениямоде-
лирование движения влаги, растворенных веществ, водопотребления и
продуктивности растений, экологических рисков загрязнения, проек-
тирования почвенных конструкций с использованием компьютерных
сред типа HYDRUS, PEARL, MACRO-DB, главной эксперименталь-
ной информацией в которых служит зависимость ОГХ. Однако эта
тема выходит за рамки бакалаврских курсов и требует более высокого
уровня образования. Интересующихся студентов отсылаем к универ-
ситетским монографиям на данную тему (Смагин, Садовникова, 2009,
Смагин, 2012).
4. Получить экспериментальную информацию и построить ОГХ
исследуемого образца почвы. С помощью метода секущих потенциа-
лов по Воронину оценить доступность влаги растениям, ее подвиж-
ность, а также выделить наиболее благоприятные зоны влагосодержа-
ния для выращивания растений и обработки почвы
1.6 Автоматизированный мониторинг температуры почвы и
пограничных сред с помощью программируемых датчиков
Температура является базовым физическим свойством почвы и
иных экологических сред (воды, воздуха), определяющим как абиоти-
ческие процессы агрегатного состояния, реакционной способности
веществ, их транспорта, так и биохимические процессы жизнедеятель-
ности, биологической активности и продуктивности живых компонен-
тов экосистемы. Поскольку этот показатель является одним из наибо-
лее динамичных, экологу желательно иметь непрерывную информа-
цию о его изменениях в суточных, сезонных, годовых циклах, что
                                                   Провести эти линии          рого крайне затруднена и приводит к формированию глыбистости. В
                                                   легко, используя сле-       диапазоне ММВ-МАВ преобладают влагосохраняюшие поры, а за его
                                                   дующие уравнения для        пределами – микро- и нано-поры, в которых может происходить явле-
                                                   соответствующих гра-        ние конденсации влаги, однако она будет совершенно недоступной
                                                   ничных значений по-         корням растений, потенциал которых (сосущая сила) редко превышает
                                                   тенциалов в зависимо-       1500-2000 Дж/кг (pF=4,2-4,3).
                                                   сти от влажности почвы            Таким образом, имея ОГХ, исследователь по сути обладает эко-
                                                   (A%). Потенциал мак-        лого-физическим паспортом почвенной системы, позволяющим ему
                                                   симальной капиллярно-       прогнозировать физическое состояние почвы и его динамику в зави-
                                                   сорбционной влагоем-        симости от уровня увлажнения. Еще одна область применения – моде-
                                                   кости lg|ψмксв| = 1,17+A.   лирование движения влаги, растворенных веществ, водопотребления и
                                                   По этой линии в точке       продуктивности растений, экологических рисков загрязнения, проек-
                                                   пересечения с ОГХ оце-      тирования почвенных конструкций с использованием компьютерных
                                                   нивается так называемая     сред типа HYDRUS, PEARL, MACRO-DB, главной эксперименталь-
Рисунок 1.2 – Диаграмма физического состояния почв предельная полевая или      ной информацией в которых служит зависимость ОГХ. Однако эта
            по А.Д. Воронину (Воронин, 1984)       наименьшая       влагоем-   тема выходит за рамки бакалаврских курсов и требует более высокого
                                                   кость - (НВ), полевое       уровня образования. Интересующихся студентов отсылаем к универ-
  определение которой методом заливных площадей по Н.А. Качинско-              ситетским монографиям на данную тему (Смагин, Садовникова, 2009,
  му представляет собою довольно трудоемкую задачу.                            Смагин, 2012).
         Ниже этой линии вода находится в подвижном состоянии и бы-                  4. Получить экспериментальную информацию и построить ОГХ
  стро удаляется из почвы посредством гравитационного оттока. В                исследуемого образца почвы. С помощью метода секущих потенциа-
  структуре порового пространства доминируют большие поры ин-                  лов по Воронину оценить доступность влаги растениям, ее подвиж-
  фильтрации и аэрации, а почва ведет себя как вязкопластичное и упру-         ность, а также выделить наиболее благоприятные зоны влагосодержа-
  говязкое пластичное тело, механическая обработка которого крайне             ния для выращивания растений и обработки почвы
  затруднена. Потенциал максимальной молекулярной влагоемкости:
  lg|ψммв|= 1,17+3A%.
         Между этой линией и предыдущей (МКСВ) почвенная влага на-                 1.6 Автоматизированный мониторинг температуры почвы и
  ходится в доступной для растений, но малоподвижной пленочно-                        пограничных сред с помощью программируемых датчиков
  капиллярной форме, преобладают тонкие влагопроводящие поры, а
  почва приобретает свойство упругости и податливости к обработке
  механическими орудиями (хрупкости, крошимости пласта) при при-                     Температура является базовым физическим свойством почвы и
  ближении к границе ММВ.                                                      иных экологических сред (воды, воздуха), определяющим как абиоти-
         Последняя линия – потенциала максимальной адсорбционной               ческие процессы агрегатного состояния, реакционной способности
  влагоемкости: lg|ψмав|= 4,2+3A% – отделяет адсорбированную проч-             веществ, их транспорта, так и биохимические процессы жизнедеятель-
  носвязанную воду, абсолютно недоступную растениям от рыхлосвя-               ности, биологической активности и продуктивности живых компонен-
  занной, практически неподвижной влаги, при которой наступает рез-            тов экосистемы. Поскольку этот показатель является одним из наибо-
  кое снижение транспирации и продуктивности растений. Почва ведет             лее динамичных, экологу желательно иметь непрерывную информа-
  себя как твердообразное, вязкоупругое прочное тело, обработка кото-          цию о его изменениях в суточных, сезонных, годовых циклах, что

                                     29                                                                        30