МОДЕЛЮВАННЯ ГІДРОФОБНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГРУНТІВ В УМОВАХ НЕОБРОБЛЮВАНИХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ УГІДЬ
Ключові слова:
Анотація
Гідрофобність грунтів є природною властивістю, яка пов'язана з впливом ерозійних процесів, інфільтрації води, поверхневих і підземних гідрогеологічних процесів, поживних речовин, вилуговування і росту рослин. Мета: Дослідження просторового розподілу і визначення найбільш точних методів інтерполяції для оцінки гідрофобності грунтів у межах необроблюваних сільськогосподарських угідь. Методика: Було обрано ділянку площею 21 м2 (7x3 м). Усередині цієї ділянки гідрофобність грунтів визначалася з кроком 50 см. З метою визначення найбільш надійної карти було протестовано кілька методів інтерполяції – звичайний крігінг, зворотня відстань до ваги з силою 1, 2, 3, 4 і 5, Радіальна базисна функція (Зворотня, мультиквадратична, мультилогарифмічна, натуральний кубічний сплайн і тонкої пластини, сплайн ), Локальна поліномна з силою 1 і 2. Результати: Отримані результати показують, що гідрофобність грунтів дуже неоднорідна, навіть на невеликих відстанях. Останнє свідчить, що гідрологічні властивості грунтів можуть змінюватися дуже швидко в просторі. Сферична модель стала найкращим передвісником гідрофобності грунтів. Крім того, найбільш точним методом інтерполяції виявлено Мультилогарифмічний метод, а найбільш обгрунтований метод кубічного сплайну. Новизна: Дослідження декількох методів інтерполяції просторового розподілу гідрофобності грунтів не вивчалися раніше, а отже наведені матеріали несуть нову інформацію у даній сфері досліджень. Практичне значення: Більш точна інтерполяція гідрофобності грунтів та інших показників допоможе глибше зрозуміти тонкі процеси у межах великих площ. Картування з вищою точністю поліпшить моделі та зробить вагомий внесок у прогнозування ерозії грунтів.
Посилання
Blanco-Canqui H., Lal R., (2008). No-tillage and soil-profile carbón sequestration: An on-farm assessment. Soil Science Society of America Journal, 72, 693-701.
Blanco-Canqui H., Lal R., (2009). Extend of soil water repellency under long-term no-till soils. Geoderma, 149, 171-180.
Brocca L., Morbidelli R., Melone F., Moramarco T., (2007). Soil moisture spatial variability in experimental areas of central Italy. Journal of Hydrology, 333, 356-373.
DeBano, L., (2000). The role of fire and soil heating on water repellency in Wildland environments: a review. Journal of Hydrology, 231232, 195-206.
Dekker L.W., Doerr S.H., Oostindie K., Ziogas A.K., Ritsema C.J., (2001). Water repellency and critical soil water content in a dune sand. Soil Science Society of America Journal, 65, 1667-1674.
Doerr S.H., Shakesby R.A., Walsh R.P.D., (2000). Soil water repellency: Its causes, characteristics and hydro-geomorphological significance. Earth-Science Reviews, 51, 33-65.
Ferreira A.J.D., Coelho C.O.A., Walsh R.P.D., Shakesby R.A., Ceballos A., Doerr S., (2000). Hydrological implications of soil waterrepellency in Eucalyptus golbulus forests, north-central Portugal. Journal of Hydrology, 231-232, 165-177.
Finley C.D., Glenn N.F., (2010). Fire and vegetation effects on soil hydrophobicity and infiltration in a sagebrush-steppe: II Hyperspectral analysis. Journal of Arid Environments, 74, 660-666.
Fu W., Tunney H., Zhang C., (2010). Spatial variation of soil nutrients in a dairy farm and its implications for site-specific fertilizer application. Soil & Tillage Research, 106, 185-193.
Garcia-Moreno J., Gordillo-Rivero A.J., Zavala L., Jordan A., Pereira P., (2013). Mulch application in fruit orchards increases th persistence of soil wáter repellency during a 15-years period. Soil and Tillage Research, 130, 62-68.
Gimeno-Garcia E., Pascual J.A., Llovet J., (2011). Water repellency and moisture content spatial variations under Rosmarinus officinalis and Quercus coccifera in a Mediterranean burned soil. Catena, 85, 48-57.
Gonzalez-Penaloza, Cerda A., Zavala L., Jordan A., Gimenez-Morera A., Arcenegui V., (2012). Do conservative agricultura practice measures increase soil wáter repellency? A case study in citrus-croped soils. Soil & Tillage Research, 124, 233-239.
Jaramillo D.F., Dekker L.W., Ritsema C.J., Hendrickx J.M.H., (2000). Occurrence of soil water repellency in arid and humid climates. Journal of Hydrology, 231-232, 105-111.
Kajiura M., Tokida T., Seki K., (2012). Effects of moisture conditions on potential soil water repellency in a tropical forest regenerated after fire. Geoderma, 181-182, 30-35.
Kishne A.S., Bringmark E., Bringmark L., Alriksson A., (2003). Comparison of ordinary and lognormal kriging on skewed data of total Cadmium in forest soils of Sweden. Environmental Monitoring and Assessment, 84: 243-263.
Lamparter A., Bachmann J., Woche S.K., (2012). Determination of small-scale spatial heterogeneity of water repellency in Sandy soils. Soil Science Society of America Journal, 74, 2010-2012.
Mataix-Solera J., Doerr S.H., (2004). Hydrophobicity and agregate stability in calcareous topsoils from fire-affected pine forests in southeastern Spain. Geoderma, 118, 77-88.
McGrath D., Zhang C., (2003). Spatial distribution of soil organic carbon concentrations in grassland of Ireland. Applied Geochemistry, 18, 1629-1639.
McGrath D., Zhang C., Carton O.T., (2004). Geostatistical analysis and hazard assessment on soil lead in silvermines area, Ireland. Environmental Pollution, 127, 239-248.
Muller K., Deurer M., Slay M., Aslam T., Carter J.A., Clothier B.E., (2010). Environmental and economic concequences of soil water repellency under pasture. Processdings of the New Zealend Grassland Association, 72, 207-210.
Novara A., Gristina L., Rhul J., Pasta S., D'angelo G., La Mantia T., Pereira P., (2013). Grassland fire effect on soil organic carbon reservoirs in semiarid environment. Soild Earth, 4, 381-885.
Oostindie K., Dekker L.W., Wesseling J.G., Ritsema C.J., (2011). Improvement of water movement in an undulating sandy soil prone to water repellency. Vadose Zone Journal, 10, 1-8.
Pereira P., Cerdà A., Úbeda X., Mataix-Solera J. Arcenegui V., Zavala L., (2013b). Modelling the impacts of wildfire on ash thickness in a short-term period. Land Degradation and DOI: 10.1002/ldr.2195 Development,
Pereira P., Cerdà A., Úbeda X., Mataix-Solera J., Jordan A. Burguet M., (2013a). Spatial models for monitoring the spatio-temporal evolution of ashes after fire – a case study of a burnt grassland in Lithuania. Solid Earth, 4, 153-165.
Pereira P., Ubeda X., (2010). Spatial distribution of heavy metals released from ashes after a wildfire. Journal of Environmental Engineering and Landscape Planning, 18, 13–22.
Pereira P., Úbeda X., Baltrenaite E., (2010). Mapping Total Nitrogen in ash after a Wildfire, a microplot analysis. Ekologija, 56, 144-152.
Pereira P., Ubeda X., Martin D.A., Mataix-Solera J., Oliva M., Novara A., (2013c). Short-term spatio-temporal spring grassland fire effects on soil colour organic matter and water repellency in Lithuania. Solid Earth Discussions, 5, 2119-2154.
Regalado C.M., Ritter A., (2006). Geostatistical tools for characterizing the spatial variability of soil water repellency parameters in Laurel Forest Watershed. Soil Science Society of America Journal, 70, 1071-1081.
Rodriguez-Alleres M., Benito E., (2011). Spatial and temporal variability of surface water reppelency in sandy loam soils of NW Spain under Pinus pinaster and Eucalyptus globulus plantations. Hydrological Processes, 25, 3649-3658.
Rodriguez-Alleres M., Blas E., Benito E., (2007). Estimation of soil wáter repellency of different particle size fractions in relation with carbon content by different methods. The Science of Total Environment, 378, 147-150.
Roper M.M., Ward P.R., Keulen A.F., Hill J.R., (2013). Under notillage and stubble retention, soil water content and crop growth are poorly related to soil water repellency. Soil Tillage and Research, 126, 143-150.
Wang X.Y., Zhao Y., Horn R., (2010). Soil wettability as affected by soil characteristics and land use. Pedosphere, 20, 43-54.
Wessel A.T., (1998). On using the effective contact angle and the water drop penetration time for water repellency in dune soils. Earth Surface Processes and Landforms, 13, 555-562.
Wu C., Wu J., Luo Y., Zhang H., Teng Y., DeGloria S.D., (2011). Spatial interpolation of severely skewed data with several peak values by the approach integrating kriging and triangular irregular network interpolation. Environmental Earth Sciences, 63, 1093-1103.
Zavala L.M., Gonzalez F.A., Jordan A., (2009). Intensity and persistence of wáter repellency in relation to vegetation types and soil parameters in Mediterranean SW Spain. Geoderma, 3-4, 361-374.
Zhang C., (2006). using multivariate analysis and GIS to indentify pollutants and their spatial patterns in urban soils in Galway. Environmental Pollution, 142: 501-511.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
