1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 7, 2023

Почвоведение, 2023, № 7, стр. 843-852

Сравнение площадных и профильных показателей магнитной восприимчивости степных почв Восточно-Европейской равнины

В. В. Малышев a, *, А. О. Алексеев a

a Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
142290 Московская область, Пущино, ул. Институтская, 2а, Россия

* E-mail: vladmalyscheff@yandex.ru

Поступила в редакцию 14.12.2022
После доработки 06.03.2023
Принята к публикации 07.03.2023

Аннотация

С целью развития методов поверхностного зондирования почв выполнен сравнительный анализ площадных и профильных измерений магнитной восприимчивости на участках 100 м2. Проведено исследование 3 площадок с черноземами обыкновенными (Haplic Chernozems), черноземами южными (Haplic Chernozems) и светло-каштановыми почвами (Haplic Kastanozems (Endosalic, Cambic)). Дополнительно на территории Ергенинской возвышенности изучена катена, включавшая элювиальную, трансэлювиальную и трансэлювиально-аккумулятивную позиции ландшафта. Результаты площадных измерений магнитной восприимчивости (${{\varkappa }_{{\text{s}}}}$) с использованием прибора KT-20 с датчиком 3F-32 (Tеrraplus) коррелируют (R2 = 0.7) с профильными измерениями в полевых и лабораторных условиях. Показано, что площадной тип съемки ${{\varkappa }_{{\text{s}}}}$ корректно фиксирует объемную магнитную восприимчивость до глубины 30 см. Вариация ${{\varkappa }_{{\text{s}}}}$ на площадках с различными типами почв в основном отражает почвенно-климатическую зональность и пространственную неоднородность, выраженную в различном гранулометрическом и минералогическом составах слоя 0–30 см на площади 10 × 10 м. Площадная магнитная восприимчивость почв может являться важным дополнительным показателем, способным отразить особенности почвообразующих и ландшафтно-геохимических процессов, происходящих в верхнем слое почвы. Варьирование ${{\varkappa }_{{\text{s}}}}$ на площадках в различных позициях ландшафта происходит под влиянием плоскостного смыва и изменения направленности процессов оксидогенеза железа в зависимости от положения почвенного профиля в рельефе. Комплекс измерений площадной и профильной магнитной восприимчивости может применяться для изучения возможных нарушений поверхностного слоя почв и мониторинговых задач.

Ключевые слова: черноземы, каштановые почвы, соединения железа, магнетизм почв, пространственная неоднородность

Список литературы

  1. Алексеев A.О., Алексеева Т.В., Моргун Е.Г., Самойлова Е.М. Геохимические закономерности формирования состояния соединений железа в почвах сопряженных ландшафтов Центрального Предкавказья // Литология и полезные ископаемые. 1996. № 1. С. 12–22.

  2. Алексеев А.О., Алексеева Т.В. Оксидогенез железа в почвах степной зоны. М.: ГЕОС, 2012. 204 с.

  3. Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Махер Б.А. Магнитные свойства и минералогия соединений железа в степных почвах // Почвоведение. 2003. № 1. С. 62–74.

  4. Алексеев А.О., Ковалевская И.С., Моргун Е.Г., Самойлова Е.М. Магнитная восприимчивость почв сопряженных ландшафтов // Почвоведение. 1988. № 8. С. 27–35.

  5. Алексеева Т.В., Алексеев А.О., Демкин В.А., Алексеева В.А., Соколовска З., Хайнос М., Калинин П.И. Физико-химические и минералогические диагностические признаки солонцового процесса в почвах Нижнего Поволжья в позднем голоцене // Почвоведение. 2010. № 10. С. 1171–1189.

  6. Алексеева Т.В., Алексеев А.О., Ковалевская И.С., Осина Г.Н., Моргун Е.Г. Минералогический состав илистой фракции почв сопряженных ландшафтов Ставропольской возвышенности // Почвоведение. 1988. № 9. С. 113–124.

  7. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. Ярославль–М.: Изд-во ЯГТУ, 1995. 219 с.

  8. Вадюнина А.Ф., Смирнов Ю.А. Использование магнитной восприимчивости для изучения почв и их картирования // Почвоведение. 1978. № 7. С. 87–96.

  9. Водяницкий Ю.Н. Опыт составления картограммы магнитной восприимчивости дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 1979. № 11. С. 83–87.

  10. Водяницкий Ю.Н., Шоба С.А. Магнитная восприимчивость как индикатор загрязнения тяжелыми металлами городских почв (обзор литературы) // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2015. № 1. С. 13–20.

  11. Демкин В.А., Рысков Я.Г., Алексеев А.О., Олейник С.А., Губин С.В., Лукашов А.В., Кригер В.А. Палеопедологическое изучение археологических памятников степной зоны // Известия АН СССР. Сер. географическая. 1989. № 6. С. 40–51.

  12. Золотая Л.А., Коснырева М.В. Возможности магнитных измерений при решении задач почвенной геофизики // Геофизика. 2014. № 4. С. 63–68.

  13. Иванов А.В. Магнитное и валентное состояние железа в твердой фазе почв. Автореф. дис. … д. б. н. М., 2003. 41 с.

  14. Калинин П.И., Кудреватых И.Ю., Вагапов И.М., Борисов А.В., Алексеев А.О. Биогеохимические процессы в степных ландшафтах Ергенинской возвышенности в голоцене // Почвоведение. 2018. № 5. С. 526–537.

  15. Рысков Я.Г., Алексеева Т.В., Алексеев А.О., Ковалевская И.С., Олейник С.А., Моргун Е.Г., Самойлова Е.М. Геохимические обстановки в почвах сопряженных ландшафтов Центрального Предкавказья // Литология и полезные ископаемые. 1993. № 2. С. 55–65.

  16. Сидорова В.А., Красильников П.В. Почвенно-географическая интерпретация пространственной вариабельности химических и физических свойств поверхностных горизонтов почв степной зоны // Почвоведение. 2007. № 10. С. 1168–1178.

  17. Хитров Н.Б. Связь почв солонцового комплекса Северного Прикаспия с микрорельефом // Почвоведение. 2005. № 3. С. 271–284.

  18. Чухров Ф.В., Ермилова Л.П., Горшков А.И. Гипергенные окислы железа в геологических процессах. М.: Наука, 1975. 207 с.

  19. Alekseeva T., Alekseev A., Maher B., Demkin V. Late Holocene climate reconstructions for the Russian steppe, based on mineralogical and magnetic properties of buried palaeosols // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. V. 249. P. 103–127. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2007.01.006

  20. Blundell A., Dearing J.A., Boyle J.F., Hannam J.A. Controlling factors for the spatial variability of soil magnetic susceptibility across England and Wales // Earth-Sci. Rev. 2009. V. 95. P. 158–188. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.05.001

  21. Cervi E.C., Maher B., Poliseli P.C., de Souza Junior I.G., da Costa A.C.S. Magnetic susceptibility as a pedogenic proxy for grouping of geochemical transects in landscapes // J. Appl. Geophys. 2019. V. 169. P. 109–117. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2019.06.017

  22. De Jong E., Pennock D.J., Nestor P.A. Magnetic susceptibility of soils in different slope positions in Saskatchewan, Canada // Catena. 2000. V. 40. P. 291–305. https://doi.org/10.1016/S0341-8162(00)00080-1

  23. Hartemink A.E., Minasny B. Towards digital soil morphometrics // Geoderma. 2014. V. 230. P. 305–317. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2014.03.008

  24. Howard J.L., Orlicki K.M., LeTarte S.M. Evaluation of some proximal sensing methods for mapping soils in urbanized terrain, Detroit, Michigan, USA // Catena. 2016. V. 143. P. 145–158. https://doi.org/10.1016/j.catena.2016.03.011

  25. Kruglov O., Menshov O. Mapping of the soil magnetic susceptibility for the erosion processes modeling // Eur. Association Geoscientists Engineers. 2019. V. 1. P. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201903250

  26. Kudrevatykh I., Kalinin P., Mitenko G., Alekseev A. (2021). The role of plant in the formation of the topsoil chemical composition in different climatic conditions of steppe landscape // Plant and Soil. 2021. V. 465(1–2). P. 453–472. https://doi.org/10.1007/s11104-021-05019-3

  27. Magiera T., Strzyszcz Z., Kapicka A., Petrovsky E. Discrimination of lithogenic and anthropogenic influences on topsoil magnetic susceptibility in Central Europe // Geoderma. 2006. V. 130. P. 299–311. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2005.02.002

  28. Magiera T., Strzyszcz Z., Rachwal M. Mapping particulate pollution loads using soil magnetometry in urban forests in the Upper Silesia Industrial Region, Poland // Forest Ecology Management. 2007. V. 248. P. 36–42. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.02.034

  29. Martin A.P., Ohneiser C., Turnbull R.E., Strong D.T., Demler S. Soil magnetic susceptibility mapping as a pollution and provenance tool: an example from southern New Zealand // Geophys. J. Int. 2018. V. 212(2). P. 1225–1236. https://doi.org/10.1093/gji/ggx484

  30. Obade V. de P., Lal R. Assessing land cover and soil quality by remote sensing and geographical information systems (GIS) // Catena. 2013. V. 104. P. 77–92. https://doi.org/10.1016/j.catena.2012.10.014

  31. Oliver M.A., Webster R.A. Tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging // Catena. 2014. V. 113. P. 56–69. https://doi.org/10.1016/j.catena.2013.09.006

  32. Pringle J.K., Giubertoni M., Cassidy N.J., Wisniewski K.D., Hansen J.D., Linford N.T., Daniels R.M. The use of magnetic susceptibility as a forensic search tool // Forensic Sci. Int. 2015. V. 246. P. 31–42. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2014.10.046

  33. Ramos P.V., Inda A.V., Barrón V., Teixeira D.D.B., Marques J., Jr. Magnetic susceptibility in the prediction of soil attributes in southern Brazil // Soil Sci. Soc. Am. J. 2021. V. 85. P. 102–116. https://doi.org/10.1002/saj2.20164

  34. Reynolds J.M. An Introduction to applied and environmental geophysics. N.Y.: Wiley, 2011. 711 p.

  35. Schwertmann U., Taylor R. M. Iron oxides. Minerals in soil environments. 1989. V. 1. P. 379–438. https://doi.org/10.2136/sssabookser1.2ed.c8

  36. Siqueira D.S., Marques Jr.J., Matias S.S.R., Barrón V., Torrent J., Baffa O., Oliveira L.D. Correlation of properties of Brazilian Haplustalfs with magnetic susceptibility measurements // Soil Use and Management. 2010. V. 26. P. 425–431. https://doi.org/10.1111/j.1475-2743.2010.00294.x

  37. Zawadzki J., Fabijańczyk P., Magiera T., Rachwał M. Geostatistical microscale study of magnetic susceptibility in soil profile and magnetic indicators of potential soil pollution // Water, Air, Soil Poll. 2015. V. 226. P. 1–8. https://doi.org/10.1007/s11270-015-2395-5

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал