Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, апрель 2005 года

Секция ГЕОЛОГИЯ

Подсекция: Геофизика и сейсмометрия

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВ

Л.А. Золотая, А.А. Бобачев, М.В. Калишева

Картирование почв в настоящее время является актуальной проблемой для создания земельного кадастра Российской Федерации. Решение этой задачи невозможно без использования геофизических методов при переходе к современным высокотехнологичным подходам развития сельского хозяйства ("precision agriculture"). Главным образом, применяется метод электроразведки (на постоянном и переменном токах), магниторазведка и реже подповерхностная георадиолокация. Картирование почв возможно по следующим физическим параметрам: удельному электрическому сопротивлению, магнитной восприимчивости и намагниченности, диэлектрической проницаемости и др.

Удельное электрическое сопротивление зависит от многих свойств почвы: температура, влажность, глинистость, структура почвы, соленость воды [Поздняков, 2001]. По удельному сопротивлению можно выделять пространственное расположение различных типов почв как в плане, так и по вертикали [Tabbagh et al., 2000]. Для определения удельного сопротивления почв, успешно используются различные модификации метода сопротивлений: классический метод ВЭЗ и электропрофилирование [Pozdnyakova et al., 2001], а также современные многоэлектродные зондирования в двумерном [Robain et al., 1996] и трехмерном вариантах [Zhou et al., 2001]. Для повышения производительности работ методом электроразведки применяют специализированные мобильные установки, позволяющие проводить измерения прямо в движении [Panissod, 1997]. В качестве электродов используются тяжелые металлические диски. Вся установка тянется трактором. Позиция установки определяется с помощью радара или GPS. Такая система позволяет проводить трех-разносное электропрофилирование.

Диэлектрическая проницаемость почвы зависит главным образом от содержания в ней воды. На этом основано применение метода диэлькометрии (TDR, Time-Domain Reflectometry), используемого для определения влажности почвы [Robinson et al., 2003]. На различии в диэлектрической проницаемости различных слоев почвы основано применение метода подповерхностной георадиолокации.

Магнитная восприимчивость почв зависит в первую очередь от содержания в них железа и его соединений. Состав, свойства и магнитная предыстория почв складывается из последовательности испытанных ими к моменту изучения механических и химических воздействий [Зонн, 1982].

Первые работы по магнитным свойствам почв появились в начале пятидесятых годов [Бабанин и др., 1995]. Исследования магнитных свойств почв показали, что магнитная восприимчивость, остаточная намагниченность, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила закономерно изменяются с глубиной по профилю почв. Они различны для разных почвенных типов и более низких таксонов, что указывает на тесную связь магнитных характеристик с процессами почвообразования.

Вышеописанные физические предпосылки создают основу для практического применения методов электроразведки, магниторазведки и георадиолокации для решения задач почвенного картирования.

Обсуждаемые научно- практические результаты получены авторами в период с 1999 по 2004 год. Главный научный результат лабораторных исследований монолитов почв это - вывод о возможностях классификации и диагностики основных типов почв и их генетических горизонтов по значениям физических параметров, которые наиболее выражены в магнитных характеристиках.

По материалам полевых геофизических исследований на ряде почвенных объектов для расчленения вертикального почвенного разреза на отдельные генетические горизонты и площадного картирования почв показана высокая эффективность применения высокоточной магнитной съемки в комплексе с георадиолокацией и электроразведкой на постоянном токе. По результатам профильных наблюдений электроразведки на постоянном токе и георадиолокации надежно выделяются границы переходных горизонтов серых лесных почв со слабовыраженными элементами оподзоливания. На полученных картах магнитных аномалий (Т масштаба 1:100 выявляются положительных аномалий (6-12 нТл), которые надежно картируют границы распространения серых лесных, содержащих второй гумусовый горизонт. Этот важный результат позволяет считать, что детальные площадные высокоточные съемки могут лечь в основу практического площадного картирования гумусовых горизонтов, что является важной задачей для сельского хозяйства.

Литература.