Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме
Владельцы патента RU 2646815:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к контролю качества и экологической безопасности почвы и почвенного покрова на изучаемой территории водозащитной полосы прибрежного ландшафта малой реки. Для этого собирают пробы для анализа почвы на прибрежной пойме. Способ включает определение места отбора проб почвы, указывая координаты точек взятия проб почвы. Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки с нелинейной координатой вдоль течения реки, при этом поперечные створы измерений на этой координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза водной поверхности малой реки, на створах измерений на каждой площадке в ее центре располагают по крайней мере одну точку взятия пробы почвы, при этом точки взятия проб для анализа почвы на каждом створе измерений располагают через расстояние не менее 10 м в количестве не менее 10 штук до границы водоохранной зоны малой реки, а затем расстояния и высоты от линии уреза воды до второй и последующих точек взятия проб уточняют вдоль линии уреза водной поверхности малой реки. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей и повышение точности определения свойств почвы на территории прибрежного ландшафта в пределах водоохраной зоны малой реки при изучении рельефа сельскохозяйственных угодий, расположенных рядом с водоохраной зоной малой реки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил., 1 пр.
Изобретение относится к контролю качества и экологической безопасности почвы и почвенного покрова, преимущественно находящегося под растительным, преимущественно травяным, покровом на изучаемой территории водозащитной полосы прибрежного ландшафта малой реки. Изобретение также может быть использовано при изучении рельефа сельскохозяйственных угодий, расположенных рядом с водоохраной зоной малой реки.
Известен способ отбора проб травы по патенту №2384048, включающий оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта, визуально по карте или натурно выделяют участок пойменного луга, затем на этом участке по течению малой реки или ее притока в характерных местах размечают не менее трех створов в поперечном направлении в пределах водозащитной полосы или водоохраной зоны, вдоль каждого створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока, после разметки измеряют расстояния от принятого начала координат на одной стороне малой реки или ее притока до центров пробных площадок, кроме этого измеряют высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности малой реки или ее притока.
Недостатками являются малое количество пробных площадок и неопределенность расстояния вдоль створа измерений относительно берегов малой реки. Это не позволяет получить четкую картину изменения по створам измерений содержания в пробах почвы питательных веществ. Поэтому в налоге недостаточно рассматривается рельеф прибрежной территории.
Известен также способ отбора проб для анализа почвы по патенту №2485499, включающий определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на площадках по координатной сетке, указывая их номера и координаты, причем в каждом узле координатной сетки или ее части закладывают площадку отбора проб почвы симметричной формы с симметрично расположенными относительно границ этой площадки рядами точек взятия проб почвы.
Недостатками являются симметричность расположения рядов точек взятия проб почвы, что не позволяет учитывать три параметра прибрежного рельефа (расстояние вдоль реки, расстояние поперек реки вдоль створов измерений, высота расположения точек взятия проб почвы). При этом не определена береговая кромка малой реки и поэтому не учитывается высота расположения точек взятия проб почв над водной поверхностью реки, которая изменяется вдоль по течению малой реки из-за падения реки. Кроме того, не учитывается падение кромки берега относительно линии уреза воды.
Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности соотнесения свойств проб почвы с заранее до отбора проб принятой координатной сеткой на территории прибрежного ландшафта, как правило, в пределах водоохраной зоны малой реки, причем координатная сетка принимается сложной с нелинейными линиями вдоль реки с учетом изгибов и извилин береговой линии малой реки.
Этот технический результат достигается тем, что в способе отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме, включающем определение места, частоты, длительности отбора проб почвы по координатной сетке, указывая номера и координаты точек взятия проб почвы, согласно изобретению координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки с нелинейной координатой вдоль течения реки, при этом поперечные створы измерений на этой координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза водной поверхности малой реки, на створах измерений точки взятия проб для анализа почвы располагают равномерно, причем первую точку взятия проб располагают на береговой линии с измерением расстояния и высоты ее от линии уреза воды, а расстояния между точками с одинаковыми номерами уточняют вдоль линии уреза водной поверхности малой реки.
Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки со стороны травяного покрова на водоохраной зоне и расположения сельскохозяйственных угодий за пределами водоохраной зоны, причем точки взятия проб для анализа почвы на каждом створе измерений располагают через расстояние 10 м в количестве не менее 10 штук до границы водоохраной зоны малой реки.
На выбранном месте поперечные створы измерений на координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза воды, причем количество створов измерений вдоль течения малой реки принимают не менее трех с учетом рельефа на расстоянии друг от друга 100…500 м, а за начало расстояния вдоль реки принимают первый створ наблюдений, относительно которого принимают значение нуль.
При наличии на берегу травяного покрова первую точку взятия проб располагают на береговой линии с некоторым отступом от кромки берега малой реки для возможности закладки пробной площадки для взятия пробы травы с измерением расстояния и высоты первой точки от линии уреза воды.
Расстояния между точками с одинаковыми номерами вдоль линии уреза водной поверхности малой реки уточняют по карте из-за нелинейной координаты вдоль течения реки.
Сущность технического решения заключается в том, что при применении способа образуется трехмерная координатная сетка относительно поверхности воды по линии уреза воды на одном из берегов малой реки на участке, расположенном около сельскохозяйственных угодий (как правило, пашни). Это позволяет затем определять природные распределения химических питательных веществ в условиях неизменного годами прибрежного рельефа малой реки на территории водоохраной зоны (водозащитная полоса находится внутри этой зоны).
Сущность технического решения заключается также в том, что появляется практическая возможность выявления закономерностей влияния трех факторов (расстояния вдоль реки относительно водной поверхности малой реки, расстояния вдоль створа измерений поперек реки от линии уреза воды на одном из берегов малой реки, высоты расположения центра пробной площадки для взятия проб травы или проб почвы над водной поверхностью реки) на свойства почвенного слоя (впоследствии и слоев грунта) и напочвенного травяного или другого растительного слоя. Таким образом, предлагаемое техническое решение явится основой для статистического моделирования распределения параметров почвы и растительности по прибрежному рельефу.
Положительный эффект достигается тем, что принятая нелинейная координатная сетка позволит выявлять закономерности изменения трех параметров как самого рельефа, так и параметров почвы и растительности в прибрежной зоне малой реки.
Новизна технического решения заключается в том, что впервые за базу привязки рельефа и растительности на ней принимается поверхность водной поверхности малой реки с кривой линией уреза воды по отдельному берегу малой реки. Кроме того, новизна заключается еще и в том, что впервые предлагается определять координаты первой точки отбора пробы почвы на каждом створе наблюдений по высоте и расстоянию от линии уреза воды.
Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, нами не обнаружено.
На фиг. 1 приведена карта-схема расположения точек на прибрежной водозащитной полосе малой реки со стороны сельскохозяйственных угодий с отображением в виде рядов точек взятия проб почвы на трех створах измерений; на фиг. 2 показана схема падения уреза воды малой реки (нижняя линия) и кромки берега (верхняя линия) на трех створах измерений; на фиг. 3 изображена в относительном масштабе линия профиля первого створа измерений с точками взятия 10 проб почвы через расстояние 10 м от первой точки; на фиг. 4 - то же на фиг. 3 второго створа измерений; на фиг. 5 - то же на фиг. 3 третьего створа измерений; на фиг. 6 показан пространственный график влияния параметров поверхности рельефа (расстояния вдоль реки от первого створа измерений и расстояния вдоль створа от первой точки на кромке берега малой реки) на изменение падения реки; на фиг. 7 - то же на фиг. 6 изменения высоты от последнего створа измерений; на фиг. 8 - то же на фиг. 6 изменения высоты от уреза поверхности воды малой реки.
Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме в общем случае включает следующие действия.
Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки с нелинейной координатой вдоль течения реки. При этом поперечные створы измерений на этой координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза водной поверхности малой реки. На створах измерений точки взятия проб для анализа почвы располагают равномерно, причем первую точку взятия проб располагают на береговой линии с измерением расстояния и высоты ее от линии уреза воды, а расстояния между точками с одинаковыми номерами уточняют вдоль линии уреза водной поверхности малой реки.
Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки со стороны травяного покрова на водоохраной зоне и расположения сельскохозяйственных угодий за пределами водоохраной зоны, причем точки взятия проб для анализа почвы на каждом створе измерений располагают через расстояние 10 м в количестве не менее 10 штук до границы водоохраной зоны малой реки.
На выбранном месте поперечные створы измерений на координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза воды, причем количество створов измерений вдоль течения малой реки принимают не менее трех с учетом рельефа на расстоянии друг от друга 100…500 м, а за начало расстояния вдоль реки принимают первый створ наблюдений, относительно которого принимают значение нуль.
При наличии на берегу травяного покрова первую точку взятия проб располагают на береговой линии с некоторым отступом от кромки берега малой реки для возможности закладки пробной площадки для взятия пробы травы с измерением расстояния и высоты первой точки от линии уреза воды.
Расстояния между точками с одинаковыми номерами вдоль линии уреза водной поверхности малой реки уточняют по карте из-за нелинейной координаты вдоль течения реки.
Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме, например на водозащитной полосе или водоохраной зоне малой реки со стороны сельскохозяйственных угодий, включает следующие действия.
По карте местности или по аэрокосмическим снимкам, с учетом точечных, линейных или площадных источников загрязнения, выбирают территорию между руслом малой реки и сельхозугодиями. На местности проводят геодезическую привязку изучаемой территории и определяют координатную сетку площадок для отбора проб почвы.
Затем определяют места вдоль реки по ее сторонам с наличием сельхозугодий, например пашни за границей водоохраной зоны малой реки. При этом это место может быть с травяным покровом любого качества (он может быть не пригодным для сенокоса или пастбища). Главное, чтобы не было вмешательства человека, то есть место для закладки координатной сетки должно быть без тропинок и других воздействий человеком, нарушений почвенного слоя автомобилями и бульдозерами и пр. После этого определяют частоту, длительность отбора проб почвы по координатной сетке, указывая номера и координаты точек взятия проб почвы.
Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки с нелинейной координатой вдоль течения реки. При этом поперечные створы измерений на этой координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза водной поверхности малой реки. На створах измерений точки взятия проб для анализа почвы располагают равномерно, причем первую точку взятия проб располагают на береговой линии с измерением расстояния и высоты ее от линии уреза воды, а расстояния между точками с одинаковыми номерами уточняют вдоль линии уреза водной поверхности малой реки.
Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки со стороны травяного покрова на водоохраной зоне и расположения сельскохозяйственных угодий за пределами водоохраной зоны, причем точки взятия проб для анализа почвы на каждом створе измерений располагают через расстояние 10 м в количестве не менее 10 штук до границы водоохраной зоны малой реки.
На выбранном месте поперечные створы измерений на координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза воды, причем количество створов измерений вдоль течения малой реки принимают не менее трех с учетом рельефа на расстоянии друг от друга 100…500 м, а за начало расстояния вдоль реки принимают первый створ наблюдений, относительно которого принимают значение нуль.
При наличии на берегу травяного покрова первую точку взятия проб располагают на береговой линии с некоторым отступом от кромки берега малой реки для возможности закладки пробной площадки для взятия пробы травы с измерением расстояния и высоты первой точки от линии уреза воды.
Расстояния между точками с одинаковыми номерами вдоль линии уреза водной поверхности малой реки уточняют по карте из-за нелинейной координаты вдоль течения реки.
Пример. Эксперименты были проведены летом 2013 года. Река Пез находится в Волжском районе, расположенном в юго-восточной части Республики Марий Эл. Номенклатура карты масштаба 1:25000 - О-39-134-Б-г была использована для измерений расстояний между точками с одинаковыми номерами. А расстояния вдоль створа измерений между точками взятия проб почвы измеряли геодезической лентой длиной 20 м. Высоты точек взятия проб почвы измерялись нивелиром.
Для изучения прибрежного рельефа были взяты три створа перпендикулярно р. Пез (с левой стороны берега) (фиг. 1), на котором после водоохраной зоны располагается пашня. По рельефу было выбраны створы так, что они расположены в 350-400 метрах друг от друга. Длина каждого створа примерно равна 100 м.
Начиная со стороны реки, через каждые 10 м створа вбивали 10 пронумерованных колышков. Около каждого колышка лопатой убираем растительный покров и в слое 0-5 см берем пробы почвы более 100 г. Для взвешивания применяли небольшие пружинные весы. Затем укладывали пробу почвы в полиэтиленовый пакет. Из одного створа измерений брали 10 проб, а всего на площадке 30 по всей координатной сетке.
В каждый пакетик вкладывали листок, на котором указывали номер створа и номер пробы. Пример: I-2 (I - номер створа, 2 - номер пробы). В журнале отмечали дату взятия пробы почвы (табл. 1).
После все пакетики отправляли в агрохимическую лабораторию для изучения химического состава (прежде всего подвижный азот, подвижный калий и фосфор, а также водная кислотность почвенной пробы).
От администрации сельсовета получили земельный кадастр данной территории и описание истории пользования земельным участком (какие севообороты были, что выращивали, какая была урожайность и др.).
Из данных таблицы 1 видно, что из-за кривой линии уреза воды расстояние вдоль реки на втором и третьем створах измерений изменяются по разным точкам взятия проб почвы. Первая точка располагается на расстоянии 1.4, 3.8 и 1.5 м по номерам створов измерений от линии уреза воды. При этом она располагается на высоте 1.10, 3.20 и 2.32 сантиметра от уреза воды.
Из графиков на фигурах 6, 7 и 8 также видно, что наибольшую соразмерность имеет с двумя расстояниями высота точки взятия по почвы над урезом воды (фиг. 8). Поэтому параметры H и hIII можно исключить из дальнейшего анализа.
Предлагаемый способ позволяет определять реальную координатную сетку, привязанную по трем осям координат к водной поверхности малой реки, имеющей нелинейные формы по водной поверхности и изгибам линий уреза воды по левому и правому по течению малой реки берегам. Кроме того, измерение высоты и расстояния первой точки взятия пробы почвы позволяет дать реальную картину распределения свойств почвы и растительности на прибрежном ландшафте. А это, в свою очередь, определяет точные расстояния перемещения воды от малой реки к корням растений. Поэтому выявляемые закономерности изменения концентрации питательных химических веществ в почве будут более точными. При постоянстве прибрежного рельефа эти закономерности дадут возможность изучения влияния параметров предлагаемой нелинейной координатной сетки на изменение свойств почвы и травяной растительности на ней.
1. Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме, включающий определение места отбора проб почвы по координатной сетке, указывая координаты точек взятия проб почвы, причем в каждом узле координатной сетки закладывают площадку отбора проб почвы симметричной формы, отличающийся тем, что координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки с нелинейной координатой вдоль течения реки, при этом поперечные створы измерений на этой координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза водной поверхности малой реки, на створах измерений на каждой площадке в ее центре располагают по крайней мере одну точку взятия пробы почвы, при этом точки взятия проб для анализа почвы на каждом створе измерений располагают через расстояние не менее 10 м в количестве не менее 10 штук до границы водоохранной зоны малой реки, причем первую точку взятия проб располагают на береговой линии с измерением расстояния и высоты ее от линии уреза воды, а затем расстояния и высоты от линии уреза воды до второй и последующих точек взятия проб уточняют вдоль линии уреза водной поверхности малой реки.
2. Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме по п. 1, отличающийся тем, что координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки со стороны травяного покрова на водоохраной зоне и расположения сельскохозяйственных угодий за пределами водоохраной зоны.
3. Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме по п. 2, отличающийся тем, что на выбранном месте поперечные створы измерений на координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза воды, причем количество створов измерений вдоль течения малой реки принимают не менее трех с учетом рельефа на расстоянии друг от друга 100…500 м, а за начало расстояния вдоль реки принимают первый створ наблюдений, относительно которого принимают значение нуль.
4. Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме по п. 1, отличающийся тем, что при наличии на берегу травяного покрова первую точку взятия проб располагают на береговой линии с некоторым отступом от кромки берега малой реки для возможности закладки пробной площадки для взятия пробы травы с измерением расстояния и высоты первой точки от линии уреза воды.
5. Способ отбора проб для анализа почвы на прибрежной пойме по п. 1, отличающийся тем, что расстояния между точками взятия проб почвы вдоль линии уреза водной поверхности малой реки уточняют по карте из-за нелинейной координаты вдоль течения реки.
