ТЕОРИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ 6
Основы учения о почве: почвообразовательном процессе, элементарных почвенных процессах (по Герасимову), связях почвы с факторами среды, о различных категориях и видах элементарных почвенных процессов. 6
Элементарные почвенные процессы, в которых основную роль играет превращение минеральной части почвенной толщи 7
Элементарные почвенные процессы, в которых ведущую роль играет превращение органической части почвенной массы 9
Элементарные почвенные процессы, в которых ведущую роль играет превращение и передвижение минеральных и органических продуктов почвообразования 10
ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ 12
Черноземы при орошении: процессы и свойства. 13
Специфика почвообразования в поймах и дельтах рек Северной Евразии. 18
Господство аккумулятивных типов коры выветривания 18
Осадконакопление в поймах и дельтах 18
Дренирование поймами и дельтами окружающих равнин 21
Гидроморфность почв пойм и дельт 22
Окислительно-восстановительные процессы 23
Биогенность поименно-дельтовых почв 23
Особенности почвообразования и функционирования почв в условиях многолетней и длительной сезонной мерзлоты. Эволюция почв в условиях криогенеза. Криогенные процессы и явления в почвах. 24
Почвообразование в городских условиях: изменения климата, рельефа, почвообразующих пород, растительности, почвенной биоты. Комплекс элементарных почвообразовательных процессов на урбанизированных территориях. 28
Условия и факторы формирования городских почв 30
Систематика и диагностика городских почв 33
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧВ В БИОСФЕРЕ 54
Возникновение и развитие учения о биосферных функциях почв. Определение терминов «функции почвы», «экологические функции почвы». Типология экологических функций почв. 54
Физические, химические, физико-химические, функции почв. 57
Литосферные, гидросферные, атмосферные, общебиосферные функции почв. 62
Этносферные функции почв. 80
Социальные функции почв: экономические, культурные, санитарные 84
Плодородие как интегральная агроэкосистемная функция почв. Принципы рационального использования и охраны почв на основе учёта их экосистемных и биосферных функций. 86
Антропогенные изменения экосистемных и биосферных функций почв. 94
ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО 97
Формы землевладения и землепользования в России до XVII-XVIII вв. 97
Системы налогообложения. 104
ЗЕМЕЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ В ДРЕВНЕЙ РУСИ 104
Межевание земель. 107
Аграрные реформы в России (1861, 1906-1917, 1990-х гг.). 112
Почвенно-климатическая оценка и прогнозы потенциальных возможностей использования земельных ресурсов мира. 128
Земельные ресурсы и использование почв РФ. Распределение земельного фонда РФ по категориям, угодьям, по формам собственности. 128
Территориальное землеустройство (Государственный кадастр недвижимости). 128
Внутрихозяйственное землеустройство (крестьянских (фермерских) хозяйств; акционерных обществ и крестьянских ассоциаций). 129
НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫМИ РЕСУРСАМИ 129
Современные проблемы землепользования и охраны окружающей среды – пути их управленческого решения. 129
Государственное управление в системе земельных ресурсов и охраны окружающей среды. 131
Муниципальное управление в экологической сфере, в области землепользования и охраны почв. 134
ПОЧВОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ 135
ГЕОТЕХНОЛОГИИ 139
Геотехнология, как наука, изучающая способы и процессы освоения недр, создающая теоретические основы и инженерные решения эффективной, экономически и экологически целесообразной разработки подземных (геологических), почвенных и биосферных конструкций в разнообразных инженерно-геологических условиях. 139
Целевые конструкции, имеющие определенное предназначение, например, 141
газоны, парковые зоны, «зеленые крыши», рекультивационные зоны, геохимические барьеры и пр. 141
Теоретические расчеты слоистых почвенных конструкций целевого назначения: изучение 143
текстуры материалов, их гидрофизических и физико-химический свойств. 143
Препроцессоры расчетных моделей. 143
Использование физически обоснованных имитационных моделей для прогнозирования и расчета почвенных конструкций. 144
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПОЧВОВЕДЕНИИ 144
Математизация науки 144
Математизация почвоведения 147
Математическое моделирование, основные понятия. 149
Возможные цели моделирования 150
Анатомия математических моделей (переменные состояния, внешние переменные, контролирующие переменные, математические уравнения, параметры, универсальные константы) 151
Вычислительный эксперимент и его достоинства. 151
Классификации математических моделей (исследовательские-прикладные; аналитические-алгоритмические; минимальные - имитационные; линейные - нелинейные; статические -динамические; точечные- пространственно-распределенные; детерминированные стохастические) 153
История развития биогеохимических моделей 159
Виды биогеохимических моделей (организм-ориентированные и процесс-ориентированные). 163
Процессные модели педогенеза, в явном виде описывающие миграцию вещества в почвенном профиле: модель ORTHOD (прим. мне кажется тут какая-то ошибка, я в книге даже такой аббревиатуры не встретил, в интернете тоже глухо), SOILGEN, модель элювиального процесса УИП5. 168
Уравнение неразрывности, уравнение переноса (уравнения Дарси, Фурье, Ричардса). 173
Условия на границах. 178
Экспериментальное обеспечение моделей влаго-, соле- и теплопереноса. Основные функции. 179
Аппроксимация экспериментальных данных. 181
Педотрансферные функции. 181
Ионные равновесия с твердой фазой. 183
Конвективно-диффузионное уравнение. 183
Кинетики разных порядков. 184
Понятие о риске, расчеты рисков 185
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОЧВОВЕДЕНИИ 186
Процесс проведения научного исследования с использованием ЭВМ 186
Активные и пассивные эксперименты 187
Способы обеспечения репрезентативности выборки 189
Проблемы обеспечения непротиворечивости и целостности данных 191
Виды «коробочек с усиками» 191
Нормальная вероятностная бумага 191
Квантильное представление распределения как свертка информации 192
Критерии проверки выборки на нормальность: хи-квадрат и КолмагороваСмирнова 194
Критерии сравнение средних 2 независимых выборок (t-критерий и критерий Манна-Уитни) 198
Ограничения критерия Манна-Уитни 200
Модель двухфакторного дисперсионного анализа без взаимодействия. 201
Множественная регрессия 201
ИННОВАЦИОННЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ 202
Национальные инновационные системы, мировой и отечественный опыт. 202
1.2.3. Развитие инноватики в Российской Федерации 208
1.2.4. Законодательная и нормативно-методическая база инноватики в Российской Федерации 210
Виды результатов интеллектуальной деятельности (РИД) и способы их охраны. 210
Авторское и патентное право (объекты прав и способы оформления). 212
Охрана секретов производства в режиме коммерческой тайны. 215
Понятие трансфера (коммерческий и некоммерческий) и коммерциализации технологий. 217
Пути коммерциализации технологий в ВУЗах: проведение заказных НИОКР, лицензирование (лицензионный договор, лицензионные платежи, типы лицензий), создание малых инновационных предприятий (организационно-правовые формы, особенности инновационных компаний). 219
Производственно-технологическая инновационная инфраструктура: инкубаторы; инновационно-технологические центры, технопарки и научные парки; технополисы, особые экономические зоны технико-внедренческого типа. 226
Назначение, формат работы, предоставляемые услуги. 226
Консалтинговая инновационная инфраструктура: центры трансфера технологий; информационно-технологические системы. 230
Государственные источники финансирования (бюджетные): формы предоставления финансирования, специализированные фонды поддержки инноваций. 230
Внебюджетное финансирование (личные сбережения, банковские программы, призовые фонды конкурсов инновационных проектов, «бизнес-ангелы», венчурные фонды). 234
ПАЛЕОПОЧВЫ 238
Виды палеопочв: 238
Палеопочва как стратиграфическая единица. 239
Геосоль. 240
Теоретическая и практическая значимость изучения палеопочв. 241
Ландшафтная интерпретация палеопочв. 241
Коэволюция жизни и почв как новая парадигма естествознания. 243
Основные этапы эволюции педосферы. 244
Археологическое почвоведение - реконструкция природной среды и развития общества на основе палеопочвенных данных. 244
Эволюция природной среды в плейстоцене и голоцене на основе изучения палеопочв. 244
ЛАНДШАФТ 245
Научные основы почвенно-ландшафтного проектирования для оптимизации факторов жизни растений. 245
Агротехнические мероприятия для оптимизации свойств почв. 250
Принципы проектирования. 250
Этапы проектирования. 252
Почвенно-ландшафтное зонирование территории. 253
Выбор ключевых точек, обоснование физических, химических, биологических анализов почв и вод, отбор почвенных проб и проб воды. Оптимизация необходимых работ. 254
Организационные работы в почвенно-ландшафтном проектировании: последовательность и документация. 256
Организация рельефа. 257
Геопластика. 257
Агротехнические работы. 258
Учет факторов среды и физиологии растений при проведении посадочных работ. 260
Фитоценотическое представление о газоне, виды газонов, газонных трав, оценка качества газонов. 260
Создание благоприятных условий для роста и развития травяно-дернового покрова. 263
Причины деградации газонов. 264
Почвенно-ландшафтное проектирование в условиях города. 265
История садово-паркового искусства, регулярный и пейзажный стили. 267
ТЕОРИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Основы учения о почве: почвообразовательном процессе, элементарных почвенных процессах (по Герасимову), связях почвы с факторами среды, о различных категориях и видах элементарных почвенных процессов.
Все почвообразовательные процессы делятся на 2 группы(по Роде): макропроцессы, охватывающие весь почвенный профиль в целом, и микропроцессы, минеральные и органические преобразования в пределах изолированных участков почвенного профиля. Разделение почвообразовательных процессов на общие и частные, макро- и микропроцессы полезно в анализе почвообразования в целом, а также в анализе генезиса почв.
Частные почвообразовательные макропроцессы академик И. П. Герасимов предложил называть элементарными почвенными процессами (1973). Согласно И. П. Герасимову, элементарные почвенные процессы (ЭПП) составляют в своей совокупности явление почвообразования, присущее только почвам, и при соответствующих естественных сочетаниях друг с другом определяют свойства почв на уровне генетических типов, т. е. прежде всего строение профиля или состав и соотношение системы генетических почвенных горизонтов. В соответствии с этим пониманием каждый генетический тип почвы (ГТП) характеризуется определенным, только ему одному свойственным сочетанием ЭПП, хотя отдельные ЭПП могут и должны встречаться (в разных сочетаниях) в различных ГТП. Степень развития сочетания ЭПП, свойственного определенному ГТП, а также присоединение к этому основному сочетанию дополнительных ЭПП делают возможным обоснованное разделение ГТП на подтипы, роды и виды почв.
Таким образом, элементарные почвенные процессы — это горизонтообразующие или профилеобразующие процессы, что отделяет их как от общих почвообразовательных процессов, так и от микропроцессов, протекающих в почвах.
Классификация ЭПП по Герасимову:
I. Элементарные почвенные процессы, в которых основную роль играет превращение минеральной части почвенной толщи: 1 – первичное или примитивное почвообразование, 2 – оглинение (сиаллитизация), 3 –латеритизация (аллитизация или ферраллитизация).
II. Элементарные почвенные процессы, в которых ведущую роль играет превращение органической части почвенной массы: 4 – гумусонакопление 5 – торфонакопление.
III. Элементарные почвенные процессы, в которых ведущую роль играет превращение и передвижение минеральных и органических продуктов почвообразования: 6 – засоление (солончаковый процесс), 7 – рассоление (солонцовый процесс и осолодение), 8 – оглеение и оруденение, 9 – выщелачивание (лессиваж) или псевдооподзаливание, 10 – оподзоливание”.
Примитивное или первичное почвообразование. Плотные породы, выходя на поверхность, подвергаются физическому выветриванию, распадаются на щебень вплоть до хряща. Процессы почвообразования могут идти, как на поверхности щебня, так и в его толще. Примером такого первичного почвообразования могут служить микропедолиты, описанные Н.С. Мергеловым и др. (2012) в Антарктиде и названные ими эндолитными почвами. Аналогичные образования, изученные автором на Северной Земле, связаны с потоками талых ледниковых вод и водорослями, развивающимися в потоках. В толще щебня может происходить накопление мелкозема путем воздушного переноса или водными потоками. На гнездах мелкозема поселяется растительность, и формируются микропрофили почв. Если поверхность, сложенная мелкоземом, освобождается при отступлении ледника, то она покрывается корочкой синезеленых водорослей, которые, отмирая, формируют гумусовые соединения и готовят субстрат для поселения высших растений.
Оглинение (сиаллитизация). Безусловно, в почвах проходят процессы выветривания первичных минералов горных пород и трансформация их во вторичные глинистые минералы. В этом процессе, несомненно, преобладает биологический фактор. В настоящее время накопился большой материал о содержании дисперсных глинистых минералов в различных почвах нашей страны: работы Б.П. Градусова, Т.А. Соколовой, Н.П. Чижиковой и др. Однако создать полную модель процессов внутрипочвенного выветривания пока не удалось. Поверхностные отложения геодермы имеют сложную полигенетическую историю и включают минералы, образовавшиеся in situ и привнесенные извне. Разделение автохтонных и аллохтонных материалов очень сложно. Аллохтонные материалы находятся даже в элювии изверженных кристаллических пород. Они имеют, как правило, сиаллитный состав, как наиболее устойчивые в гипергенной среде. Если в процессах эндогенеза и литогенеза происходит дифференциация вещества, возникают кислые изверженные, основные изверженные породы, карбонатные осадочные породы и т.д., то в экзогенной среде происходит интеграция вещества, выраженная в сиаллитизации. Этот универсальный процесс требует осмысления и дальнейшего изучения.
Латеритизация (аллитизация, ферраллитизация). Под процессами латеритизации понимали накопление полуторных оксидов, особенно железа, в почве. В течение ХХ в. считалось, что в условиях влажного тропического климата происходит трансформация первичных минералов во вторичные железистые и алюмосиликаты; эти процессы охватывают мощные красноцветные толщи далеко за пределами современных почв. Геологи относили эти толщи к современным и древним корам выветривания. Работами В.Н. Разумовой (1977) и И.А. Соколова (1997) показано, что эти красноцветные толщи являются продуктом гидротермальной переработки изверженных и осадочных пород. В ходе переработки возникают устойчивые в экзогенной среде минералы, способные сохраняться при переотложении. Если поверхность не нарушается кардинально (морские трансгрессии, наступление ледников), то образовавшиеся устойчивые минералы могут сохраняться длительное время. И.А. Соколов (1997) предположил возможность сохранения постгидротермальных свойств в почвах тропиков. Автор наблюдал выходы на поверхность красноцветных ферраллитных отложений в разных регионах Земного шара, и они всегда были связаны с разломами в тектонически активных регионах.
Гумусонакопление. Нужно различать термины ―гумусонакопление‖ и ―гумификация‖. Гумификация – биохимический процесс преобразования растительного детрита в специфические органические и органо-минеральные вещества, которые называют гумусом. Одновременно происходит процесс разложения гумуса. В определенных условиях может происходить иллювирование гумуса и даже вынос его за пределы профиля. Только небольшая группа почв обладает положительным балансом гумуса и способна к гумусонакоплению. Однако следует отметить, что формирование мощных толщ черноземов в умеренном климате возможно только при одновременном субаэральном накоплении лѐссового материала.
Торфонакопление. В условиях анаэробиозиса также происходит трансформация и накопление органического материала. Различают торф эвтрофных низинных болот и собственно торф верховых олиготорфных болот. В эвтрофных болотах торф может иметь высокую степень разложения и быть близким по составу к гумусовым веществам. В торфе олиготрофных болот законсервированы слаборазложенные остатки растительности, преимущественно мхов. Торфонакопление – один из видов консервации органического вещества. Максимального развития торфонакопление достигало в Атлантическую эпоху голоцена. Многие торфяники являются реликтами этой эпохи (Караваева, 1982).
Мумификация органического вещества. В сухих и холодных условиях на хорошо дренированных местообитаниях развиваются подушечниковые формы растений. В Арктике такие формы образует дриада, на Восточном Памире – астрагалы, в Центральных Андах – льярета. Растения-подушечники встречаются на высоких плато Монгольского и Гобийского Алтая. Под растительными подушками залегает горизонт мощностью от 1 до 10 см, сложенный сухим порошистым, темно-серым, почти черным органическим веществом. Горизонт густо перевит корнями. Ниже располагается мелкий щебень, хрящ или песок без какихлибо признаков почвообразования. Подушки занимают от 10 до 50% поверхности. Состав органического вещества почв под растениями, образующими подушки, не изучен. При отмирании подушки или ее части гумусовой горизонт выходит на поверхность. Органическое вещество мумифицируется. Оно трансформируется в плотный черный налет на поверхности щебня, который может достигать толщины 2–3 см. О подобных явлениях на сыртах ТяньШаня писала М.А. Глазовская (1953). Вероятно, это мумифицированное вещество может сохраняться неопределенно долгое время.
Гумусонакопление в криолитозоне. В криолитозоне процессы гумусонакопления носят специфический характер. Почвообразование сосредоточено в деятельном сезонноталом слое, мощность которого в северных районах составляет несколько дециметров. Время реализации почвообразующих процессов составляет всего 1–2 месяца в году. Тем не менее, наблюдается высокое содержание гумуса в этих почвах (до 4–5%) (Михайлов, 1960; Горячкин, 2010). У нижней границы сезонноталого слоя наблюдается второй максимум гумуса. Исследования А.В. Лупачева (2010) показали, что перемещение органического вещества в сезонноталом слое происходит в результате криотурбационных процессов. В определенных условиях (поймах рек, подгорных шлейфах) происходит накопление мелкозема на поверхности почв. Тогда гумусовые горизонты почвы могут оказываться в многолетней мерзлой толще, где органическое вещество замерзает и консервируется. Работами С.В. Губина (2001) показано, что в мерзлых отложениях голоцена и даже плейстоцена содержится значительное количество органического вещества, как в виде растительных остатков, так и гумуса. Замерзшие палеопочвы при эрозии могут снова выходить на дневную поверхность, оттаивать и включаться в биологический круговорот. Мощность сезонноталого слоя сильно колеблется в зависимости от погодных условий текущего года. Процессы длительного сохранения и регенерации органического вещества в криолитозоне требуют дальнейшего изучения.