ИСТИНА

Мониторинг состояния почв и их комплексная оценка являются необходимым условием государственного управления устойчивым развитием. Согласно федеральному закону об охране окружающей среды мониторинг и оценка состояния почв осуществляются на основе контроля химических, физических и биологических свойств почв. В условиях цифровизации экономики возникает необходимость разработки высокопроизводительных экспресс-методов оценки состояния почв территории страны. В наибольшей степени требованиям к экспресс-методам отвечают некоторые методы измерения физических свойств почв. Данная работа посвящена обоснованию метода оценки состояния эродированных почв на основе сравнительного анализа закономерностей профильного распределения легко измеряемых свойств в эродированных почвах и в почве, выбранной в качестве местного эталона профиля не эродированной почвы. В качестве опорного показателя использовали органопрофиль неэродированной почвы. Его анализировали на основе оригинальной физически содержательной модели, созданной в рамках законов сохранения механики и закономерностей макроскопической химической и биохимической кинетики, с использованием представлений сплошной среды, теории подобия и анализа размерности. Решение этой модели, представляющей собой систему дифференциальных уравнений, полученное аналитически, было использовано в качестве центрирующей функции, описывающей органопрофиль неэродированной почвы. Параметризованная на основе экспериментального органопрофиля неэродированной почвы центрирующая функция была использована в качестве эталона при аналитическом определении величины смещения экспериментального органопрофиля вдоль абсциссы (глубины почвы). Критерием искомого положения на абсциссе отрезка экспериментальной функции, определенной по глубине разреза эродированной почвы, соответствующего максимально возможному совпадению значений экспериментальной и центрирующей функций, служил минимум суммы квадратов центральных отклонений этих функций. При этом смещение экспериментальной функции относительно положения центрирующей в глубь расценивали как следствие утраты поверхностного слоя почвы в результате смыва, размыва, сдувания или механического сдвига при обработках или строительстве, а смещение вверх расценивали как следствие погребения почвы наносами. Наряду с органопрофилем в качестве опорного показателя испытывали и профили удельного электрического сопротивления, измеренного на стенке разреза, и профили коэффициента яркости, найденного по цифровым фотографиям стенки разреза. Применение этих показателей дало результаты, совпадающие с результатами анализа органопрофиля в степени, достаточной для практического применения с целью определения толщины утраченного (или обретенного) в результате эрозионных процессов слоя почвы. Получаемые указанными методами параметры органопрофиля почвы-эталона позволяют не только определить толщину утраченного (обретенного) слоя, но и получить шкалу универсального показателя состояния почвы, разработанного ранее. Показатель состояния представляет собой теоретически выведенную функцию от функции отклика почвы на воздействие, изменяющуюся от нуля (характеризует оптимальное состояние почвы) до единицы (характеризует максимально напряженное состояние почвы под воздействием изучаемого фактора негативного воздействия). Отображение функции отклика почвы (на дозированное воздействие стрессора в достаточно полном диапазоне его воздействий) на функцию показателя напряженности состояния почвы, определенную на том же диапазоне воздействий, открывает возможность количественной оценки качества почв, находящихся под воздействием различных стрессоров, в сопоставимых относительных единицах, а также и нормирования качества почв в рамках единого теоретически содержательного подхода. В работе приведены материалы профильного определения содержания гумуса, кажущегося электрического сопротивления почвы и коэффициента яркости почвы по цифровым фотографиям стенок разрезов, явным образом определены ограничения использованных моделей и обсуждены особенности их применения на эродированных серых лесных почвах и черноземах лесостепи.