Сложный анализ почв для улучшения землепользования

Изменчивость почв проявляется на различных географических масштабах — от обширных климатических регионов Земли до отдельного поля в 20 гектаров и молекулярного мира наночастиц в щепотке грунта. Свойства почвы варьируются от вершины холма до его подножия, а внутри одного почвенного агрегата диаметром менее 6 мм наблюдается неоднородное распределение пор, твердых частиц, воды и газов. Многие методы изучения этой изменчивости сталкиваются с общей трудностью — разделением случайных вариаций от систематических, зависящих от положения в ландшафте, климата или времени года.

Новые методологические разработки позволяют лучше разделять эти разные источники изменчивости, исследуя её в диапазоне масштабов. Это важно для установления связей между свойствами почвы и процессами в ней, что, в свою очередь, имеет прогностическую ценность — от прогноза урожайности кукурузы до понимания распределения микроорганизмов и влияния на них антропогенных изменений. Ученые из USDA-ARS-NSTL (Айова, США), Университета Теннесси и E.T.S. Ingenieros Agrónomos (Испания) представили сборник из 12 статей с оригинальными подходами к оценке изменчивости почв, опубликованный в специальном разделе майского номера журнала Vadose Zone Journal за 2008 год.

В работах описываются различные многомасштабные методы, включая геостатистику и фрактальный/мультифрактальный анализ, и сравнивается их эффективность. Эти методы применяются к разнообразным наборам данных: форма почвенных пор, агрегаты, влажность, скорость движения воды, газовые потоки, урожайность кукурузы, геохимические и данные дистанционного зондирования. «Понимание взаимосвязей между физическими, химическими и биологическими факторами на разных масштабах важно для исследований в сельском хозяйстве, инженерии, гидрологии и экологии, — отмечает доктор Салли Логсдон из Национальной лаборатории исследования обработки почв USDA-ARS. — Будущие исследования должны быть направлены на то, чтобы лучше объединять почвенные данные и прогнозы с учётом положения в ландшафте и временных масштабов».