При детальных культуртехнических изысканиях на вновь осваиваемых землях должны быть получены полные материалы и данные по следующим техническим свойствам местообитаний: залесенность и закустаренность, наличие валунного камня, микрорельеф и кочковатость поверхности, засоренность торфяной залежи погребенной древесиной (пни и стволы деревьев), одернованность почвы и наличие мохового очеса на болотах.
Залесенность и закустаренность. На выделенных характерных площадках (100—200 м2 и более) 3—4 раза пересчитывают деревья по породам и определяют их диаметр на высоте примерно 1,3 м и приблизительно высоту растений, а на вырубках — количество пней по породам с указанием их размеров (диаметр и высота). Для кустарника мелкого, среднего и крупного указывают площадь покрытия в процентах по породам, их размещение на поверхности (рассеянное, куртинное и пр.), среднюю высоту и диаметр стволов или главных побегов на высоте около 8—10 см от поверхности земли.
С культуртехнической точки зрения важно выделить три основные группы древесной растительности: лесную, лесо-кустарниковую и кустарниковую.
По диаметру стволов деревьев на высоте 1,3 м выделяют следующие группы лесных насаждений: крупный лес (33 см и выше), средний (24—32 см), мелкий (16— 23 см), очень мелкий (11—15 см).
По твердости древесины породы подразделяются на мягкие (осина, сосна, липа, кедр и др.), средние (ольха, береза, ель, пихта, лиственница) и твердые (дуб, клен, граб, ясень).
Густота древостоя в лесных насаждениях характеризуется степенью сомкнутости крон, выраженной в десятых долях единицы (единица — полная сомкнутость крон) или процентом покрытия площади проекциями крон растений; показателем полноты насаждения, определяемой по сумме площадей сечений всех стволов на высоте 1,3 м и числом стволов разных пород и различной крупности на единице площади.
Таксация лесных насаждений подробно излагается в курсах лесоводства. Здесь приведены лишь данные о плотности (количество стволов на 1 га) древостоя в зависимости от крупности деревьев и густоты насаждения.
Лесо-кустарниковые насаждения, как показывает само название, характеризуются наличием в их составе двух групп древесных растений — лесной и кустарниковой, причем вторая группа является преобладающей по занимаемой площади. В состав лесной группы входят представители очень мелкого леса (диаметр стволов до 15 см на высоте 1,3 м) и различных по крупности и породному составу групп кустарника.
Кустарник бывает крупный (толщина стволов или главных побегов у поверхности почвы 8—11 см, высота 6—8 м), средний (толщина стволов 4—7 см, высота 4—6 м) и мелкий (толщина стволов 1,5—3 см, высота 2 м). Кустарник различается также по породному составу и соотношению отдельных фракций по крупности в насаждении.
К группе кустарника относится как молодой лес, достигший указанных размеров, так и кустарниковые формы тех или иных пород древесных растений (серая ольха, береза кустарниковая, ива и др.).
При более высоком проценте мелколесья с примесью более крупных деревьев из других групп лесо-кустарниковые насаждения следует относить уже к насаждениям лесного типа.
На характер и трудоемкость лесорасчистительных работ большое влияние оказывают породный состав лесной и кустарниковой групп растений в древостое, соотношение в них фракций по крупности, особенности размещения основных групп и видов древесных растений по поверхности. Все необходимые данные должны быть получены при таксации лесо-кустарниковой растительности.
Кустарниковые насаждения различных размеров (диаметр в отрезе и высота) по породному составу бывают чистые, состоящие на 80—100% из одной породы, и смешанные, состоящие из различных пород при разных соотношениях между ними. Из чистых кустарниковых зарослей чаще всего встречаются ивняки, березняки и сероольшаники. В смешанных кустарниках устанавливают соотношения между отдельными породами и группами по крупности в насаждении: при куртинном размещении — по проценту покрытия площади, при диффузном— по доле участия пород в древостое, выраженной также в процентах покрытия площади.
По густоте насаждений и степени покрытия площади принято выделять три основные группы кустарниковой растительности.
Завалуненность. При специальном обследовании одновременно с почвенной съемкой заболоченных и незаболоченных минеральных земель прежде всего необходимо глазомерно наметить площади с различной степенью завалуненности — малой, средней и большой, а также участки, свободные от камня. При этом учитывают не только поверхностные камни, но и полускрытые и полностью скрытые в почве и грунте.
Одновременно с этим выделяют в типичных местах пробные площадки в 25—100 м2 и больше для количественного учета завалуненности. Обычно достаточно бывает выделить 3—4 площадки. На этих площадках учитывают количество камня (размеры указывают в кубометрах) поверхностного, залегающего в пахотном или дерновом слое (до 0,25—0,3 м) ив подпахотном слое до глубины 0,5—0,6 м. О завалуненности почвы на глубину до 1—1,5 м, что имеет значение при проведении осушительных работ, судят приблизительно по данным вышележащего подпахотного слоя и путем осмотра существующих канав и выемок.
Количество камней на поверхности и погруженных в почву определяют подсчетом на более крупной площади (от 0,1 до 0,5 га).
Объем мелких и небольших камней на учетных площадках определяют послойно, выкладывая их в прямоугольные штабеля и измеряя в трех основных направлениях.
Объем средних, крупных и камней-глыб на данной площади вычисляют подсчетом количества камней по каждой категории и определением в отдельности объема всех учитываемых камней.
По степени завалуненности поверхностного слоя почвы на глубину до 0,5—0,6 м выделяют территории:
очень сильно завалуненные — 100—200 м3/га и более
сильно завалуненные — 50—100 м3/га и более
средне завалуненные — 20—50 м3/га и более
слабо завалуненные — 5—20 м3/га и более
Объем крупных камней-валунов вычисляют по формуле:
V=0,7·Д3
где Д — средний диаметр камня, м;
0,7 — коэффициент, учитывающий неправильную форму камней.
Средний (условный) диаметр определяют измерением длины, ширины и высоты камня в метрах и в десятых долях метра, сложением этих величин и делением суммы на три.
Камни обмеряют специальным измерителем — Металлическим камнемером. Если камнемера нет, размеры камней определяют рейкой с делениями или рулеткой, объем камней-валунов вычисляют по подготовленной сводной таблице.
Учет кубатуры камней различных групп важен при использовании их в строительстве, особенно дорожном.
Микрорельеф и кочковатость поверхности. Микрорельефом называют мелкие изменения поверхности земли, незначительные по площади и относительной высоте (в пределах 20—100 см). Он разнообразен по своему очертанию и происхождению.
В зависимости от происхождения различают микрорельеф эрозионный, фитогенный и выпучивания.
Эрозионный микрорельеф представляет собой неглубокие промоины и выемки, образованные при смывании мелкозема или других частиц почв водой. Он наиболее выражен на склонах различной крутизны.
Фитогенный микрорельеф связан с особенностями размещения и развития некоторых растений и фитоценозов на заболоченных землях и болотах. На многих заболоченных лугах и низинных травяных болотах создаются благоприятные условия для образования осоковых, ситниковых и других кочек растительного происхождения. Образуется так называемый кочкарниковый микрорельеф.
На болотах при определенных гидрологических условиях (передвижение воды по поверхности в направлении уклона или в самом торфянике вследствие различия в напорах) поверхность может расчленяться, образуя так называемый грядово-мочажинный комплекс. На грядах и в мочажинах развиваются различные фитоценозы, отличающиеся различными темпами нарастания растительной массы и накопления отложений торфа. Образуется грядово-мочажинная поверхность с превышением торфо-моховых кочек и гряд над мочажинами 0,7—1 м и более.
Микрорельеф выпучивания встречается на тундровых заболоченных землях и северных болотах, когда деформация поверхности обусловливается неравномерным изменением объема переувлажненных почв и грунтов при замерзании и оттаивании. В результате поверхность покрывается буграми выпучивания разной степени выраженности.
Кочки и гряды на заболоченных луговых землях и болотах по своему происхождению бывают осоковые, щучковые, пушицевые, ситниковые, кустарничково-моховые, землисто-скотобойные, кочки с камнем в основании и некоторые другие.
Кочки высотой до 25 см считаются мелкими (они не мешают обработке почвы), от 25 до 50 см — средними, от 50 до 80 см и выше — большими.
На площадках в 25—100 м2, закладываемых в наиболее характерных местах, пересчитывают кочки, определяют их тип (по происхождению), высоту, средний диаметр по каждой выделенной группе и занимаемой ими площади. Таких учетных площадок закладывают 3—4.
По степени покрытия площади кочками (в %) выделяют четыре группы закочкаренных земель: слабо закочкаренные — 10—15, средне— 15—30, сильно — 30 — 60 и сплошные — 60—100.
Межкочечные участки мочажины бывают открытые (без растительности), моховые и травяно-моховые. Крупные мочажины часто заполняются водой и образуют мелкие озерки или трудно проходимые топи.
При описании определяют размеры мочажин, топей и западин (длину, ширину и глубину) и указывают занимаемую ими площадь в процентах. Описывают растительность и берут в характерных местах образцы торфа для анализа.
Бугры и ямы учитывают на больших площадках (100—1000 м2), в зависимости от частоты и расположения этих элементов в контуре.
При учете бугров, ям и других неровностей также отмечают их тип или причину образования, размеры и количество на площадке и при пересчете на гектар.
Результаты исследований микрорельефа наносят на карту технических свойств объекта в соответствующем масштабе.
Засоренность торфяной залежи погребенной древесиной или его пнистость — важный технический показатель вновь осваиваемых объектов. Под пнистостью понимают отношение объема всех древесных остатков в торфянике к объему толщи торфа или какого-либо его слоя, выраженное в процентах.
Многочисленные исследования показали, что пнистость различных торфяных почв (верхних слоев торфяников) неодинакова и зависит от условий развития древесной растительности на болотах в естественном состоянии. Так, средние показатели пнистости на торфяных почвах основных типов болот в зависимости от их происхождения и степени разложения торфа колеблются в пределах. Степень разложения тесно связана с продолжительностью переувлажнения торфяника.
Термин «топяной» свидетельствует о длительности переувлажнения торфяника, которое сильно влияет на условия развития основных типов болотной растительности — лесной, кустарниковой, травяной и моховой.
Приведенные данные показывают, что числовые показатели пнистости имеют небольшие значения. Поэтому различие пнистости в 0,5% уже имеет значение при характеристике торфяников, а содержание в них погребенных древесных остатков до 3—4% является предельным. При пнистости поверхностных слоев торфяной залежи свыше 3% сельскохозяйственное освоение объекта затруднено.
Устанавливая общие показатели пнистости, необходимо знать характер распределения погребенной древесины в торфяной толще. Надо определить в одном или во многих горизонтах, есть ли пни, как они расположены (равномерно или очагами), мощность засоренных горизонтов и расстояние их от поверхности, выявить прочность пней, их размеры и породный состав.
На сильно обводненных топяных болотах древесная растительность не развита, а потому торф этих болот не содержит или содержит очень мало древесных остатков; наоборот, торфяные залежи слабо обводненных и лесных болот сильно засорены погребенной древесиной, лесо-топяные болота занимают в этом отношении промежуточное положение.
Для определения пнистости торфяных залежей существует два метода: прямой и косвенный.
При прямом методе необходимо знать объем торфа и объем извлеченных из него древесных остатков. Выраженное в процентах содержание древесных остатков от объема 1 м3 торфа и является, как указывалось выше, показателем пнистости данной торфяной залежи в целом или отдельных ее слоев. Этот метод применяют мало, так как работа по определению объемов выбранного торфа и количества содержащихся в них древесных остатков трудоемка.
На практике применяют главным образом косвенный метод определения пнистости. Торфяную залежь зондируют в полосе 50 м с двумя рядами зондировочных точек, отстоящих друг от друга на 1 м.
Площадки для определения пнистости закладывают после окончания общих зондировок на мощность торфа и составления предварительной карты зондирования залежи. При таком методе легче выделить наиболее характерные площадки.
При масштабе 1:50 000 одну площадку в среднем нужно закладывать в 120 га, 1:25 000 — в 60 га и 1:10 000 — в 25 га. На пнистых болотах площадью менее 25 га, в зависимости от характера и степени пнистости, закладывают 2—-3 площадки. Зондируют залежь малым буром Гиллера (рекомендуется челнок бура заменить конусовидным наконечником того же диаметра). Когда бур дойдет до дна, записывают общую глубину торфяной толщи и переносят его в следующую точку.
При попадании в пень или ствол дерева бур вторично под давлением вдвигают в скважину, чтобы определить прочность включения.
Данные зондировки на пнистость заносят в полевой журнал или бланк специальной формы. Мощность мохового очеса при этом не принимают во внимание.
Затем вычисляют общее количество пней, которое определяют как отношение всех случаев попадания в пень к общему числу зондировочных точек (в %).
Чтобы можно было сравнить показатели общего процента встречающихся пней на разных объектах, их относят к определенной мощности торфяной залежи, чаще всего к метровой.
Для определения пнистости обследуемых торфяников пользуются графиком М. И. Павлова. Он составлен на основании большого количества сопоставлений величин среднего процента встречаемости пней, полученных на различных объектах при зондировании, и результатов фактического определения пнистости путем раскопок.
Кроме среднего процента пнистости данного торфяника, при исследованиях устанавливают его послойную пнистость (обычно для каждого полуметрового слоя). Для определения послойной пнистости торфяника необходимо иметь данные об общем проценте встречаемости пней в каждом слое. Техника расчетов приводится в специальных руководствах.
В результате проведенных исследований на картах технических свойств объектов выделяют контуры с различной степенью общей пнистости торфяной залежи: показатели послойной пнистости дают в легенде к карте.
На торфяниках с мощностью торфяного слоя менее 1 м одновременно с пнистостью определяют и наличие камней-валунов в подстилающем слое минерального грунта (на глубине не менее 0,5 м). При слабой обводненности площадей учет завалуненности проводят зондированием или методом пробных выемок.
Задернованность почвы. При обследованиях задернованных земель определяют тип дернины, ее мощность, степень гумификации, плотность и связность.
В зависимости от растений-дернообразователей различают следующие типы дернины: торфо-моховая, торфо-моховая травянистая, торфо-моховая кустарничковая; луговая, образованная злаками (корневищными, рыхлокустовыми и плотнокустовыми), осоками (мелкостебельными и крупностебельными) и другими видами и сочетаниями растений.
По мощности дернина может быть слабая — до 6—8 см, средняя — до 10—12 см, довольно мощная — до 16—18 см, очень мощная — свыше 18 см.
По сопротивляемости дернины сжатию и разрыву определяют ее плотность и связность: рыхлая и малосвязная, средней плотности и связности, очень плотная и сильно связная.
Тип и свойства дернины влияют на удельное сопротивление при обработке механизмами и сильно сказываются на ее крошении и разложении в дальнейшем. Это нужно учитывать при выборе способов и приемов обработки почвы.
Моховой очес на болотах. Под моховым очесом понимают слой живых мхов и залегающий под ним слой отмерших нижних частей мхов, не затронутых или слабо затронутых процессом оторфовывания.
При обследовании отмечают мощность мохового очеса и составляющих его слоев на различных элементах микрорельефа; связность его, устанавливаемую по сопротивлению разрыву, зависящую, в свою очередь, от плотности моховой подушки и от переплетения ее корнями и корневищами травянистой и кустарничковой растительности; видовой состав сфагновых и Гипновых мхов на различных элементах микрорельефа.
По степени связности различают моховой очес рыхлый, средне связный и сильно связный.