Физические и физико-механические свойства мерзлотных почв юга Витимского плоскогорья

• Автор: Дармаева, Нина Николаевна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление
Введение

Г лава 1. Условия почвообразования в криолитозоне Забайкалья

1.1 .Природно-климатические условия

1.2. Почвы

Глава 2. Мерзлотные почвы Еравнинской котловины

2.1. Объекты и методы исследований

2.2. Морфологические и химические свойства почв

Глава 3. Физические свойства почв

3.1. Гранулометрический состав

3.2. Агрегатный состав и водоустойчивость структурных агрегатов почв

3.3. Плотность твердой фазы, плотность, пористость почв
3.4. Удельная поверхность
3.5. Теплота смачивания
Глава 4. Физико-механические свойства
4.1. Пределы Аттерберга, пластичность и число пластичности почв
4.2. Прочность почв
4.3. Основная гидрофизическая характеристика
Выводы
Список литературы
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность. В криолитозоне многолетняя мерзлота выступает как субфактор почвообразования и общим свойством почв является криогенез (Макеев, 1974). Криогенный фактор отражается в пространственной организации почвенного покрова, свойствах и режимах, экстраконтинентальном почвенном климате (Саввинов, 1976; Керженцев, 1977; Димо, 1978; Васильевская, 1988; Дугаров, Куликов, 1997, Десяткин, 2008). На динамику тепловлагоре-сурсов на поверхности существенное влияние оказывает рельеф, создающий контрастные экологические условия на склонах разных экспозиций и крутизны (Куликов и др., 1997; Бадмаев и др., 2006).
Актуальным вопросом почвоведения является изучение физического состояния почв по основной гидрофизической характеристике (ОГХ), отражающей особенности взаимодействия между твердой и жидкой фазами почв (Воронин, 1980). Для основных типов почв европейской части России устанавливаются параметры энергетического потенциала почв на данных определений физических и физико-механических свойств (теплоты смачивания, пределов Аттерберга, пластической прочности) во взаимосвязи с ОГХ (Димо, Уткаева, 1984; Хайдапова, Аксенов, 2001; Хайдапова, ГГестонова, 2007; Ут-каева, 2007). В комплексе, результаты таких исследований характеризуют энергетическое состояние почв, количественные показатели которого отражают их прочность и устойчивость к разного рода деформациям. Мерзлотные почвы в этом отношении остаются практически не изученными.
Цель исследования - оценка физических и физико-механических свойств мерзлотных почв юга Витимского плоскогорья.
Задачи исследований:
1. Определить содержание гумуса и его профильное распределение в лугово-черноземной, аллювиальной луговой и серой лесной почвах в зависимости от положения их в рельефе;
2. Изучить физические свойства почв и дать оценку их структурноагрегатного состояния и водопрочности агрегатов;

3. Установить величины теплоты смачивания, пределов Аттерберга, пластичности, прочности почв и определить их взаимосвязь с основной гидрофизической характеристикой (ОГХ).
Научная новизна. Впервые на основе ландшафтно-экологического подхода для мерзлотных почв юга Витимского плоскогорья установлены параметры теплоты смачивания, пределов Аттерберга, пластичности и прочности мерзлотных почв в зависимости от положения их в склоновом рельефе. Выявлена критическая величина напряжения сдвига, отражающая меру устойчивости мерзлотных почв к деформирующим воздействиям.
Защищаемые положения:
1. Мерзлотные почвы Еравнинской котловины, независимо от их типовой принадлежности и положения в рельефе, характеризуются хорошей острук-туренностыо и прочностью сухих агрегатов, но низкой их водопрочностыо.
2. Теплота смачивания в разных типах почв зависит от содержания гумуса и удельной поверхности, возрастая от почв верхних позиций к почвам аккумулятивной части склона
3. Реологические константы, пластичность, прочность межчастичных связей дифференцируются по типам почв; их численные параметры определяются гранулометрическим составом, удельной поверхностью, содержанием гумуса.
Теоретическая и практическая значимость. Новые сведения о теплоте смачивания, реологических константах, отражающие физическое состояние почв в связи с их структурно-функциональными свойствами и с основной гидрофизической характеристикой вносят вклад в теорию мерзлотного почвообразования в условиях расчлененного рельефа.
Данные по физико-механическим свойствам почв применимы при разработке систем адаптивно-ландшафтного землепользования, при составлении почвенно-экологических карт и планировании мелиоративных мероприятий.
Апробация работы. Основные результаты представлены на международных конференциях: «Биоразнообразие экосистем внутренней Азии» (Улан-

осадках в результате перемещения почвенной массы содержание гумуса в почве существенно снижается.
Сумма обменных катионов невысокая, но несколько возрастает в под-гумусовом горизонте. В составе обменных катионов преобладает кальций. Количественные значения Са2+ и М§2‘ выше в лугово-черноземной почве транзитной зоны в результате привноса с верхних позиций склона. В аллювиальной луговой почве вследствие аккумуляции тонких частиц в органогенном горизонте ЕКО в 1,5% раза превышало аналогичный показатель в горизонте ВСса- При медленном протаивании почв и в связи с особенностями режима снеготаяния и ливневым характером летних осадков с почвенной массой с поверхностными водотоками перемещаются тонкие частицы и растворенные в воде соли от вершины к подножию. Вследствие этого происходит повышение количества обменных катионов, подщелачивание почвы в направлении вершина —> подножие. С.В Будником (2006) на примере пахотных почв было показано, что при миграции веществ по мере стекания водотока от верхних участков склона к нижним постепенно увеличивается минерализация микроручейковых вод и дренирование более глубоких почвенных слоев. Наиболее выражено было повышение концентрации НСО’з и Са2 . В мерзлотных почвах при медленном протаивании почв, происходило заметное перемещение почвенной массы вдоль склона, особенно частиц < 0,01 мм, что

сопровождалось и увеличением количества обменных катионов, ЕКО и под-щелачиванием среды аллювиальной луговой почвы по всему профилю. В лугово-черноземной почве на вершине склона реакция почвенного раствора близкая к нейтральной в верхних горизонтах и изменялась в сторону слабого подкисления в горизонтах В и ВС; в лугово-черноземной почве в середине склона pH близка к нейтральной (табл. 6).
Таким образом, параметры химических свойств четко дифференцируются в зависимости от местоположения почв в склоновом рельефе.