Классификация почвенных карт по масштабам

Масштаб карты — это степень уменьшения расстояний и площадей на карте по отношению к горизонтальным проекциям этих расстояний и площадей на местности. Численный масштаб выражают в виде дроби: в числителе ставится единица, в знаменателе — число, показывающее, во сколько раз расстояние на местности уменьшено при отображении его на карте (1: 1000, 1: 5000). Чем меньше знаменатель масштаба карты, тем изображение на карте крупнее. По масштабу почвенные карты подразделяют на обзорные, мелкомасштабные, среднемасштабные, крупномасштабные и детальные.

Обзорные почвенные карты (масштаб 1: 2 500 000 и мельче) составляют для обширных территорий (материков, государств и крупных природных регионов) и используют в учебных и научных целях. Основное их назначение — выявление закономерностей пространственного размещения почвенного покрова в связи с географией факторов почвообразования, биоклиматическими условиями природных поясов, зон, подзон, фаций, провинций. На обзорных почвенных картах отображаются типы, подтипы, иногда роды и преобладающий гранулометрический состав почв.

Мелкомасштабные почвенные карты (масштаб 1: 1 000 000 — 1: 500 000) составляют для республик, краев и областей. Они предназначены для природного и сельскохозяйственного районирования, государственного учета земель, районирования сельскохозяйственных культур. В связи с тем, что автоморфные почвы преобладают, они, как правило, являются главными элементами легенды мелкомасштабных и обзорных карт.

Среднемасштабные почвенные карты (масштаб 1: 300 000 — 1: 100 000) составляют для краев, областей, районов. Они служат для планирования, распределения минеральных удобрений и химических мелиорантов, выявления почв, нуждающихся в мелиорации. Эти карты содержат информацию вплоть до выделения разновидностей почв. Контуры среднемасштабных карт изображают преобладающие почвы с элементами мезо- и микроструктур почвенного покрова.

Крупномасштабные почвенные карты (масштаб 1: 50 000 — 1: 10 000) составляют для территорий акционерных, общественных, фермерских хозяйств и др. Они используются для внутрихозяйственного землеустройства, дифференцированного использования разновидностей почв, бонитировки почв, орошения, осушения и др. Содержание контура крупномасштабных почвенных карт определяется детальностью принятой классификации.

Детальные почвенные карты (масштаб 1: 5000 — 1: 200) составляют для территорий небольших фермерских хозяйств, опытных станций, опытных полей, сортоиспытательных участков, питомников ценных культур и многолетних насаждений и др. На них отображены ареалы распространения низших таксономических единиц почв. При составлении детальных карт не применяют генерализацию. На них отображают все почвенные разновидности, которые можно выделить при существующей классификации.

Картографические основы, применяемые при составлении почвенных карт, следующие: топографические карты, материалы аэрофотосъемки, материалы космической съемки, контурные планы землепользования.

Виды карт:

- карта агропроизводственной группировки почв и рекомендации по их использованию. Ее составляют на картографической основе, представляющей копию окончательной почвенной карты без зарамочного оформления. В условных обозначениях содержится перечень объединенных в группы почв и мероприятий по улучшению их плодородия. В хозяйствах всего выделяют 10-15 агропроизводственных групп.

- карта аэродированности почв отражает распределение почв на территории с учетом степени эродированности. На основе метеорологических условий, рельефа, качества почв, растительного покрова и сельскохозяйственного использования земель устанавливают три степени эрозионной опасности: слабая, средняя и сильная. Слабоэродированные (слабосмытые) почвы расположены на склонах 1-3о, гумусовые горизонты составляют 30% несмытых аналогов. Обозначаются на карте по направлению склона значком. Среднеэродированные (среднесмытые) почвы расположены на склонах 4-7о, гумусовые горизонты составляют менее половины несмытых почв. Обозначаются на карте двумя значками по направлению склона. Сильноэродированные (сильносмытые) почвы располагаются на склонах 8-10о, гумусовые горизонты у них отсутствуют. Обозначаются на карте тремя значками по направлению склона.

Почвенный очерк прилагается к почвенной карте и другим картографическим материалам. Он состоит из введения и четырех разделов: характеристика хозяйства, природные условия, почвы хозяйства и рекомендации по их использованию.

- Во «введении» даются сведения о площади и масштабе исследований, картографической основе, количестве заложенных разрезов и выполненных анализов.

- Раздел «Характеристика хозяйства» включает данные о местоположении хозяйства, экспликации земель, структуры посевных площадей, урожайности культур за ряд лет, применении удобрений, мелиорантов и другое.

- В разделе «Природные условия» описываются факторы почвообразования – климат, рельеф, почвообразующие и подстилающие породы, гидрология, гидрография и растительность.

- Раздел «Почвы хозяйства» содержит подробный перечень всех типов почв, выделенных на почвенной карте с указанием площадей. Дается характеристика каждой разновидности почв с указанием условий залегания по рельефу, характеристики материнских пород, растительности, степени развития эрозии, морфология и физико-химические свойства почв.

- В разделе «Рекомендации по использованию почв» приводят агро-производственную группировку почв хозяйства, описывают каждую группу почв (площадь, основные агропроизводственные показатели) и рекомендуют приемы, способствующие сохранению и повышению плодородия почв.

Материалы почвенных исследований готовит областной проектный институт по земельным ресурсам и землеустройству (Гипрозем). Корректировка материалов проводится один раз в 20 лет. Материалы крупномасштабных почвенных обследований используют в следующих целях:

- учета площадей сельскохозяйственных угодий;

- внутрихозяйственном землеустройстве территории;

- составлении районной и областной почвенной карт;

- разработки дифференцированной технологии возделывания культур;

- разработки приемов сохранения и повышения плодородия почв;

- выявления почв, нуждающихся в мелиоративных мероприятиях;

- проведения качественной оценки почв.

Картограмма - схематическая сельскохозяйственная карта. Аг­рономические картограммы в зависимости от содержания могут рассматриваться как расшифровывающие или как рекомендующие.

Расшифровывающие картограммы отображают отдельные важ­нейшие свойства почвенного покрова. К их числу следует отнести картограммы мощности гумусового горизонта, гумусированности почв, гранулометрического состава, солонцеватости, эродированности земель.

Рекомендующие картограммы содержат прямые рекомендации по использованию почв. К числу рекомендующих относятся кар­тограммы агропроизводственной группировки, типов земель, кар­тограмма кислотности почв и нуждаемости их в известковании, картограмма поливных режимов и др. Картограммы существенно дополняют и детализируют почвенные карты, делая материалы почвенных исследований более наглядными для практического использования.

Почвенные карты и агрономические картограммы дополняют пояснительными почвенными очерками, содержащими подроб­ную агрономическую характеристику почв и рекомендации по их наиболее рациональному использованию. Почвенные карты составлены на основе материалов почвенных обследований. К каждой карте приложены объяснительная записка и вспомогательные картограммы, которые имеют агротехнические службы различных организаций.

Меры улучшения почв указаны на приложенных к плану картограммах: по агропроизводственной характеристике окультуренности почв, применению удобрений, борьбе с эрозией, рациональному использованию угодий, технологическим свойствам почв.

Виды картограмм:

- В картограмме агропроизводственной характеристики показано, какие почвы (их контуры и площади) находятся под различными угодьями.

- Картограмма степени окультуренности показывает, какие поля севооборотов, посевы и угодья расположены на почвах сильно-, средне- и слабоокультуренных. В нее включены угодья, вновь освоенные и неосвоенные.

- Картограмма содержания питательных веществ дает представление о степени обеспеченности почвы отдельных полей азотом, фосфором и калием, с учетом их содержания указываются сроки внесения органических удобрений.

- Картограмма кислотности показывает реакцию почв (pH): степень кислотности или щелочность почвенного раствора. В ней указано, какие поля в первую очередь нуждаются в известковании или гипсовании (в целях снижения засоленности); приведены дифференцированные для каждого поля нормы внесения извести или гипса.

- Картограмма борьбы с эрозией характеризует степень смыва и площадь эродированных почв. В ней указаны меры борьбы с водной и ветровой эрозией.

- В картограмме технологических свойств приведены данные о механическом составе, физических свойствах и удельном сопротивлении почв при их обработке.

- При составлении картограммы бонитировки почв учитывают их свойства и среднюю многолетнюю урожайность основных сельскохозяйственных культур. На основании балльной оценки почвенных разновидностей или агропроизводственных групп на картограмме выделяют от 5 до 10 классов пригодности земель.

- Картограмму каменистости составляют для территорий, отличающихся значительной завалуненностью или щебнистостью, выделяя контуры каменистых почв, степень каменистости, размер камней и их положение (в профиле, на поверхности).

- Агрохимические картограммы отражают содержание подвижных форм калия и фосфора, легкогидролизуемого азота, кислотность почв.

В почвенном отчете (очерке) дают оценку природных условий (факторов почвообразования), состава и свойств почв, характера антропогенного воздействия, их продуктивности, рекомендации по рациональному и эффективному использованию и охране почв.

Таким образом, наличие почвенных карт и вспомогательных материалов существенно ускорит освоение полученного участка, позволит более профессионально провести подготовку его для посадки и посева плодово-ягодных и овощных культур.

Изучение почвенных карт начинают с масштаба и года их составления. Затем детально изучают легенду (условные обозначения). Внимательно рассматривают все таксономические единицы почв и способы их изображения (окраска, штриховка, индексы), выявляют характер и закономерности пространственного распространения почв, взаимосвязи их с рельефом, растительным покровом и почвообразующими породами. При неоднородности почвенного покрова отмечают ее характер: пятнистость, сочетания, комплексы, мозаики, ташеты. Дают характеристику всем почвенным разновидностям, изучают степень развития и вид эрозии, степень каменистости, наличие заболоченных почв, а для южных регионов — солонцов и солончаков. В заключение составляют систематический список почв с учетом приуроченности их к элементам рельефа и сельскохозяйственным угодьям.

Окончательная почвенная карта должна содержать ситуацию картографической основы, почвенные контуры со значками и индексами внутри них, которые отражают разнообразие почвенного покрова, гранулометрический состав почв, почвообразующие породы, а также за рамочное оформление. Индексирование почв и раскрашивание почвенной карты проводят согласно существующей классификации и цветовой шкалы. В камеральный период составляют и другие сопровождающие карты, принятые в данной зоне.

Картографирование почвсостоит из трех этапов: подготовительного или камерального предполевого, полевого и камерального послеполевого.

-  Подготовительный этап (период) определяют цели, общие задачи, объекты, масштабы почвенной съемки, подготавливают необходимые материалы, топографическую основу, аэро- и космические снимки, собирают литературные и фондовые сведения о рельефе, почвообразующих породах, почвенном и растительном покрове, геологии, гидрогеологии и пр. В задачу этого периода входит и решение всех вопросов, связанных с методикой, техникой и организацией последующих работ.

- В полевой период непосредственно изучают почвенный покров в поле, закладывают почвенные разрезы, проводят описание их профилей, отбирают почвенные образцы по генетическим горизонтам для проведения анализов, выделяют почвенные контуры, изучают геологию, рельеф, почвообразующие породы, уровень залегания грунтовых вод, поверхностные воды, состояние растительности, а также составляют предварительную почвенную карту.

- Камеральный период проверяют и систематизируют материалы полевых исследований, проводят анализы почвенных образцов, окончательную редакцию и оформление почвенной карты, составляют картограммы и отчет (почвенный очерк), содержащий характеристику природных условий и почв, рекомендации по рациональному использованию почв.

При крупномасштабном почвенном обследовании предусматривают рекогносцировочные маршруты и почвенную съемку. Картографирование проводят путем описания почвенных профилей и диагностики почв по разрезам (основные и полуразрезы) с уточнением границ между почвенными выделами по прикопкам. Разрезы закладывают на всех элементах рельефа, с учетом всего разнообразия почвообразующих пород и растительности. На равнинных степных и полупустынных территориях при однородном почвенном покрове, невысокой комплексности или пятнистости (1-я категория сложности) разрезы размещают в шахматном порядке или параллельно по маршруту движения соответственно инструктивным нормам для масштаба съемки. При более сложном рельефе и комплексном почвенном покрове (2...4-я категории сложности) разрезы располагают по линии почвенно-геоморфологических профилей. На сильно расчлененных территориях с комплексным и пятнистым почвенным покровом (4...5-я категории сложности) разрезы размещают в виде «петель» на всех междуречьях и межбалочных водоразделах.

Почвенные разрезы бывают основные, или полные, полуямы и прикопки.

Основные (полные) разрезы закладывают на типичных для данных условий элементов рельефа для всестороннего изучения почв и почвообразующих пород. С помощью этих разрезов устанавливают типы, подтипы и роды почв, основные закономерности их изменения в зависимости от рельефа и почвообразующих пород. Основные разрезы вскрывают почвенные горизонты и не измененную почвообразованием материнскую породу, поэтому глубина зависит от глубины проникновения почвообразовательных процессов; в разных зонах она различна. При специальных почвенно-мелиоративных исследованиях, при выборе участков под многолетние плодовые насаждения глубину разрезов доводят путем добуривания до 4...6 м и более с целью выявления уровня фунтовых вод, смены пород, наличия солевых горизонтов и т. д. Из основных почвенных разрезов по генетическим горизонтам и из почвообразующей породы отбирают образцы для анализов в лаборатории. Количество разрезов зависит от масштаба съемки и категории сложности рельефа. Например, при масштабе 1:10 000 и 3-й категории сложности на один разрез приходится 18 га, при масштабе 1:25 000 - –0 га, при масштабе 1: 50 000 — 110 га.

Почвенные полуямы (полуразрезы) закладывают для установления видов и разновидностей почв или для подтверждения данных о распространении типов или подтипов почв. Их глубина составляет в дерново-подзолистой, лесостепной и черноземной зонах 100... 150 см, а в остальных — 75... 100 см для вскрытия всех генетических горизонтов. При выявлении существенных отличий в морфологии почвенного профиля данный полуразрез углубляют до основного разреза с целью выделения нового контура.

Прикопки закладывают для определения границ распространения почвенных контуров. Их глубина колеблется от 30...50 до 60...75 см, что позволяет вскрыть лишь верхние горизонты, а следовательно, судить о мощности гумусового и элювиального горизонтов, о степени оподзоленности, солонцеватости, оглеенности, эродированности, окультуренности почв.

Описание разрезов проводят в специальных журналах (дневниках), указывая их местоположение, для чего привязывают к двум видимым постоянным ориентирам. Обязательно дают геоморфологическую характеристику участка, на котором заложен разрез, описывают общий состав и состояние растительности, хозяйственное использование. На топографическую основу разрезы наносят с точностью ±3мм при масштабе 1: 10 000 и ±1,5 мм при масштабе 1: 25 ООО. Границы почв, установленные на местности, также переносят на эту основу и проводят по горизонталям или параллельно им.

Сущность картографирования заключается в заложении почвенных разрезов (основных, полуям и прикопок) при соотношении 1:4:5 при работе с топографической картой с одновременным изучением факторов почвообразования, привязкой разрезов и нанесением их на топографическую основу; в морфологическом описании почвенных профилей, диагностики почв и взятии почвенных образцов на анализ; в нахождении границ между разными почвами и нанесении их на картографическую основу, то есть в составлении почвенной карты, отображающей размещение почв в натуре. Допустимая точность проведения границы между почвенными выделами при съемке в масштабе 1: 10 000 для средней категории сложности составляет 50 м на местности, при масштабе 1: 25 000 — 100 м.

При картографировании почв в основном используют аэро- и космические материалы (снимки, фотокарты). Произошла замена традиционного картографирования с поэтапной генерализацией, распознаванием и измерением исследуемого объекта по его изображению, что существенно сократило время и повысило качество карт. При создании карт с использованием аэро- и космических материалов прежде всего выявляют взаимосвязи между почвами и условиями почвообразования и их фотоизображением на снимках. На основе установленных корреляций между почвами и условиями почвообразования дешифрируют аэро- или космические снимки. До начала дешифрирования снимков составляют карту-схему ландшафтного районирования по структуре фотоизображения, а затем уже в пределах выделенных районов проводят контурное дешифрирование, то есть разделение почвенного покрова на выделы по фотоизображению.

Дешифрирование снимков — опознавание и определение изучаемых объектов, в том числе и почв, по их изображению на снимках, на которых фиксируют главным образом рельеф и растительность, посредством которых судят о природе и распространении почв. Различные объекты дешифрируют по рисунку фото изображения, текстуре, форме и размеру контура, тону или цвету и другое. Однако в каждой зоне имеются почвы, которые можно дешифрировать непосредственно по аэро- и космическим снимкам без использования косвенных признаков (например, пойменные и болотные почвы, солончаки, солонцы, пески). После дешифрирования выполняют идентификацию выделенных контуров, вернее определяют одинаковые выделы, составляют почвенную карту-гипотезу, выбирают рекогносцировочные маршруты и ключевые участки.

В поле на ключевых участках устанавливают дешифровочные признаки для почвенных выделов всех подразделений легенды, определяют генетическое содержание выделов каждой идентификационной группы, выделенной на карте-гипотезе. По результатам этих работ составляют полевую почвенную карту ключевого участка и дают условные обозначения к ней. На внеключевой территории закладывают разреженную сеть разрезов для проверки надежности установленных дешифровочных признаков и недостоверно дешифрируемых выделов. В камеральный период составляют авторский оригинал почвенной карты.

Среднемасштабное картографирование проводят с привлечением материалов аэро- и космической съемки. Составительские работы начинают с классификационного обобщения почвенных таксонов, выделенных на крупномасштабных почвенных картах, и составления списка почв, подлежащих выделению на среднемасштабной почвенной карте. Затем приступают к пространственной генерализации почвенного покрова, используя разнообразный картографический материал. При анализе применяют системный подход, который ориентирует исследование на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных типов его связей и сведение их в единую теоретическую картину, то есть на рассмотрение почвы и других компонентов ландшафта со всеми их взаимосвязями.

Максимальный информационный объем содержится на снимках и космофотокартах масштаба 1: 200 000, на которых отчетливо воспроизводятся главные типы рельефа в виде определенных рисунков, их комплексов и сочетаний, представляющих собой скелет сложной структуры фотоизображения.

Основой дешифрирования снимков и фотокарт служит структурно-геоморфологический метод познания основных древних типов рельефа земной поверхности. Фотокарты среднего масштаба дают возможность нагляднее дифференцировать структуру фотоизображения, что помогает выделить округа, районы, подрайоны. Космические снимки масштаба 1:200 000 позволяют выявить границы между отдельными почвенными ареалами, так как важна структура отдельных элементов рельефа, текстура рисунка. Тональность необходима для выделения деградированных участков.

Содержание выделенных контуров определяют с помощью всех данных прежних лет по почвам, растительности, геологическому строению, геоморфологии, гидрологии, использованию земель, а также различных карт, приведенных к единому масштабу для целей индикационной локализации (выявления связей почв с факторами почвообразования). На малоизученных территориях весьма важны так же, как и при крупномасштабном картографировании, дешифровочные признаки, установленные на ключевых участках путем дешифрирования информативных космических снимков.

Необходимо проводить и полевую проверку камерального дешифрирования снимков и фотокарт. Такая работа дает результаты при применении экологического метода картирования почв на ключах и при маршрутных наблюдениях: изучение почв на линиях инструментальной нивелировки длиной 0,5...5,0 км с закладкой почвенных разрезов на всех основных элементах рельефа с подробным описанием почвенного и растительного покровов.

При проведении экстраполяции уточненного содержания выделов на ключах на внеключевую часть обязательно применение метода географической локализации при выделении почвенных контуров, так как надо строго придерживаться природных рубежей и соблюдать определенную последовательность при разделении почв. Более подробную индикацию применяют в соответствии с тем или иным рисунком фотоизображения и фототоном, определенным для типов, подтипов, родов, видов и разновидностей почв на ключевых участках.

Следует составлять предварительную карту и легенду к ней, которую создают на основе сводных списков почв с учетом замечаний, полученных при полевых и лабораторных исследованиях. Почвы систематизируют, группируют по генетическим типам и располагают в легенде в соответствии с географией их распространения. Одновременно разрабатывают буквенно-цифровые индексы для почв, цветовую и красочную шкалу.

Для контроля содержания выделов внеключевой части районов необходимо проводить полевую проверку предварительной почвенной карты методом почвенно-географического прогнозирования. Окончательный авторский оригинал составляют при использовании всех картографических материалов, данных проверок в поле, с учетом всех поправок в процессе работы над ними.

При традиционных методах, когда создание почвенных карт проводят путем последовательной генерализации крупномасштабных картографических материалов, требуются большие затраты времени и средств. Составление же средне- и мелкомасштабных карт с применением аэро- и космических снимков дает большой выигрыш во времени, высокий экономический эффект за счет уменьшения на 10...20 % затрат труда и материалов на единицу продукции.

При крупномасштабном картографировании различных хозяйств почвенную карту сопровождают картограммами и почвенным отчетом, в котором приводят таблицы с результатами агрохимических анализов почв (содержание гумуса в пахотном слое и запасы его во всей толще гумусового слоя; рН солевой вытяжки и гидролитическую кислотность в таежно-лесной и буроземно-лесной зонах; реакцию почвенного раствора в лесостепной, сухо-степной и полупустынной зонах; сумму поглощенных оснований, степень насыщенности основаниями и емкость поглощения; содержание валового азота, фосфора, калия и натрия; подвижных соединений азота, фосфора и калия). Для засоленных почв обязательно проводят анализ водной вытяжки, а для солонцеватых почв и солонцов определяют содержание обменного натрия.