ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭРОЗИЯ ПОЧВ БАССЕЙНА р. ЛЕНА

  • Ерлан Алимжанович Шынбергенов
    • ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
  • Олег Петрович Ермолаев
    • ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Ключевые слова: река Лена, морфометрический анализ рельефа, почвы Сибири, типы землепользования, потенциальный смыв почвы

Аннотация

Приводится методика оценки потенциальной потери почвы в бассейне одной из Великих рек России - р.Лена с использованием географических информационных систем. Выбранный уровень генерализации соответствует региональному (1:1 000 000). Впервые для территории столь больших размеров, расположенной в восточной части Сибири, создана геобаза данных на основе бассейнового подхода для расчета эрозии почвы. В качестве модели рельефа для расчета величин смыва взята глобальная ЦМР «GMTED2010» и слой гидросети, соответствующий масштабу 1:1 000 000. Подробно рассматривается формирование геобазы данных, которая построена по принципу мультипликативной структуры, где отражаются основные параметры рельефа (уклон, экспозиция, длина склонов, эрозионный потенциал рельефа), почвы, климатических характеристик и современных типов земного покрова. На количественном уровне с достаточно высокой степенью пространственной детализации получены результаты по расчету потенциального смыва почв. Средняя величина потенциального смыва почв в бассейне без учета фактора типов земного покрова составила 23,6 т/га. Проведенные расчеты с учетом типов земного покрова, полученных по данным дистанционного зондирования из космоса, дали существенное, на порядок, уменьшение величин смыва почв (0,04 т/га). Благодаря высокой доле лесистости и низменному характеру территории левобережной части бассейна реки Лены доминируют ничтожные величины смыва почв. На эту категорию приходится около 50 %. Небольшой и умеренный смыв почв наблюдается на половине территории бассейна, а очень значительный - менее 0,05 %.

Литература

1. Lisetskii F.N., Buryak J.A., Zemlyakova A.V., Pichura V.I. Basin organizations of nature use, Belgorod region // Biogeosystem Technique. 2014. Vol. 2, N 2. PP. 163-173.
2. Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Мухарамова С.С., Харченко С.В., Веденеева Е.А. Картографическая модель речных бассейнов Европейской России // География и природные ресурсы 2017 № 2 С. 27-3. DOI: 10.1134/S1875372817020032.
3. Walling D.E., Fang D. Recent trends in the suspended sediment loads of the world’s rivers // Global and Planetary Change. 2003. Vol. 39, N 1-2. PP. 111-126.
4. Syvitski J.P.M., Kettner A.J. Sediment flux and the Anthropocene // Phil. Trans. of the Royal Society a Mathematical Physical and Engineering Sc. 2011. Vol. 369. PP. 957-975. doi: 10.1098/rsta.2010.0329.
5. Barthes B., Roose E. Aggregate stability as an indicator of soil susceptibility to runoff and erosion; validation at several levels // Catena. 2002. Vol. 47. PP. 133-149.
6. Uddin K., Murthy M.S.R., Shahriar M.W., Matin Mir A. Estimation of soil erosion dynamics in the Koshi basin using GIS and remote sensing to assess priority areas for conservation // PLoS ONE. 2016. Vol. 11(3): e0150494., pp. 1-19. doi:10.1371/journal.pone.0150494.
7. Alekseevskiy N.I., Berkovich K.M., Chalov R.S. Erosion, sediment transportation and accumulation in rivers // Int. J. of Sediment Research. 2008. Vol. 23. PP. 93-105.
8. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Географический фак-т МГУ, 2003. 355 с.
9. Ермолаев О.П., Мальцев К.А. Оценка эрозионного риска для почвенного покрова лесных и лесостепных ландшафтов Среднего Поволжья средствами ГИС-технологий // Уч. записки Казанского гос. ун-та. Сер. Естественные науки. 2008. Т. 150, кн. 4. С. 85-97.
10. Ивонин В.М., Тертерян А.В. Эрозия почвы во время ливней в производных лесах северо-западного Кавказа // Лесной журнал. 2015. № 1. С. 54-61.
11. Рыжов Ю.В. Эрозионно-аккумулятивные процессы в бассейнах малых рек юга Восточной Сибири // География и природные ресурсы. 2009. №3. С. 94-101.
12. Хаптухаева Н.Н. Оценка интенсивности эрозионно-аккумулятивных процессов в бассейне малых рек юга Восточной Сибири // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2012. № 1. С. 24-26.
13. Хаптухаева Н.Н., Тармаев В.А. Почвенно-эрозионные процессы в бассейнах малых рек Западного Забайкалья // Вестн. СВНЦ ДВО РАН. 2014. №3. С. 41-45.
14. Голубев И.А. Проблема определения интенсивности водной эрозии почв в Сибири // Вестн. КрасГАУ. Сер. Землеустройство, кадастр и мониторинг. 2009. №1. С. 80-83.
15. Кнауб Р.В. Географический анализ факторов поверхностного смыва и оценка современной эрозии на пахотных землях Томь-Яйского междуречья (в пределах Томской области): автореф. дис. … канд. геогр. наук. Томск, 2006. 11 c.
16. Grabs, W. E., F. Fortmann, and T. De Couuel, Discharge observation networks in Arctic regions: Computation of the river runoff into the Arctic Ocean, its seasonality and variability // The Freshwater Budget of the Arctic Ocean, 1998. Kluwer Acad., Norwell, Mass., 2000. P. 249-268.
17. Serreze, M.C., Bromwich D.H., Clark M.P., Etringer A.J., Zhang T., Lammers R.B. The large-scale hydro-climatology of the terrestrial Arctic drainage system // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, # D2, 8160. P. 1-28. doi:10.1029/2001JD000919.
18. Водные пути бассейна Лены / под общ. ред. Р.С. Чалова, В.М. Панченко, С.Я. Зернова. М.: МИКИС, 1995. 600 с.
19. Semiletov I.P., Pipko I.I., Repina I., Shakhova N.E. Carbonate chemistry dynamics and carbon dioxide fluxes across the atmosphere-ice-water interfaces in the Arctic Ocean: Pacific sector of the Arctic // J. Marine Syst. 2007. Vol. 66. P. 204-226.
20. Tananaev N.I. Hydrological and sedimentary controls over fluvial thermal erosion, the Lena River, central Yakutia // Geomorphology. 2016. Vol. 253. P. 524-533.
21. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во КазГУ, 1984. 264 с.
22. Gordeev V.V., Martin J.M., Sidorov I.S., Sidorova M.V. A reassessment of the Eurasian river input of water. Sediment, major elements, and nutrients to the Arctic ocean // Amer. J. of Science. 1996. Vol. 296. P. 664-691.
23. Чалов Р.С., Лю Шугуан, Алексеевский Н.И. Сток наносов и русловые процессы на больших реках России и Китая. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 212 с.
24. Магрицкий Д.М. Годовой сток взвешенных наносов российских рек водосбора Северного Ледовитого океана и его антропогенные изменения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2010. № 6. C. 17-24.
25. Лисецкий Ф.Н., Светличный А.А., Черный С.Г. Современные проблемы эрозиоведения. Белгород: Константа, 2012. 456 с.
26. Заславский М.Н. Эрозиоведение. М.: Высш. шк. 1983. 320 с.
27. Alekseev M.N., Drouchits V.A. Quaternary fluvial sediments in the Russian Arctic and Subarctic: Late Cenozoic development of the Lena River system, northeastern Siberia // Proceedings of the Geologists’Association. 2004. Vol. 115. P. 339-346.
28. Yang D., Kane D.L., Hinzhman L.D., Zhang X., Zhang T., Ye H. Siberian Lena River hydrologic regime and recent change // Journal of geophysical research. 2002. Vol. 107. P. 14-21.
29. Четверова А.А., Потапова Т.М., Федорова И.В. Геохимический сток арктических рек на примере рек Западной Сибири и реки Лены // Водная среда и природно-территориальные комплексы: исследование, использование, охрана: Материалы IV Школы-конф. мол. ученых с междунар. уч. Петрозаводск, 2011. C. 83-88.
30. Магрицкий Д.В. Факторы и закономерности многолетних изменений стока воды, взвешенных наносов и теплоты на нижней Лене и Вилюе // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2015. №6. С. 85-95.
31. Gelfan A., Semenov V.A., Gusev E., Motovilov Y., Nasonova O., Krylenko I., Kovalev E. Large-basin hydrological response to climate model outputs: uncertainty caused by internal atmospheric variability // Hydrology and Earth System Sciences. 2015. Vol. 19. P. 2739.
32. Магрицкий Д.В. Антропогенные воздействия на сток рек, впадающих в моря Российской Арктики // Водные ресурсы. 2008. Т. 35, №1. С. 1-14.
33. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки. М.: Изд-во МГУ, 1993. 200 с.
34. Методические указания по составлению крупномасштабных карт эрозионноопасных земель для обоснования почвозащитных мер при внутрихозяйственном землеустройстве / Г.А.Ларионов, С.Ф.Краснов, Л.Ф. Литвин и др. М.: Фонды Росземпроект. 1996. 47 с.
35. Danielson J.J., Gesch D.B. Global multi-resolution terrain elevation data 2010 (GMTED2010) // Open-File Report 2011-1073. Reston: U.S. Geological Survey, 2011. 26 р.
36. Danielson J.J., Gesch D.B. An enhanced global elevation model generalized from multiple higher resolution source datasets // International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Beijing. 2008. Vol. 37, Part B4. PP. 1857-863.
37. Мальцев К.А., Ермолаев О.П. Использование цифровых моделей рельефа для автоматизированного построения границ водосборов // Геоморфология. 2014. № 1. С. 45-53.
38. Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Иванов М.А. Автоматизированное построение границ бассейновых геосистем для Приволжского федерального округа // География и природ. ресурсы. 2014. № 3. С. 32-39.
39. Burrough, P.A., McDonell, R.A. Principles of Geogr. Information Systems. Oxford Univ. Press, 1998, 190 p.
40. Почвенная карта РСФСР (оцифрованный оригинал одноименной Почвенной карты) / Под ред. В.М. Фридланда. Масштаб 1:2 500 000. М.: ГУГК, 1988.
41. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2014. 768 с.
42. Рожков В.А., Алябина И.О., Колесникова В.М., Молчанов Э.Н., Столбовой В.С., Шоба С.А. Почвенно-географическая база данных России // Почвоведение. 2010. №1. С. 3-6.
43. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Интернет-ресурс официальной поддержки ЕГРПР. URL: http://egrpr.esoil.ru/index.php, свободный. (дата обращения: 18.05.2017).
44. Почвенные карты глобального охвата. GIS-lab. Географические информационные системы и дистанционное зондирование. URL: http://gis-lab.info/qa/world-soil-maps.html (дата обращения: 18.05.2017).
45. Рухович Д.И., Вагнер В.Б., Вильчевская Е.В., Калинина Н.В., Королева П.В. Проблемы использования цифровых тематических карт на территорию СССР при создании ГИС “Почвы России” // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1043-1055.
46. Рухович Д.И., Королева П.В., Калинина Н.В., Вильчевская Е.В., Симакова М.С., Долинина Е.А., Рухович С.В. Государственная почвенная карта - версия ArcInfo // Почвоведение. 2013. № 3. С. 251-267.
47. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
48. Рыбакова Н.А. Водопроницаемость мерзлых почв под насаждениями лесостепной зоны // Почвоведение. 1989. №8. С. 116-122.
49. Угаров И.С. Почвенно-гидрологические константы и водопроницаемость мерзлотных лугово-черноземных почв среднего течения р. Лены и Амги // Успехи совр. естествознания. 2015. №1. С. 26-28.
50. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации - Мировой Центр Данных. Федеральный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. URL: http://meteo.ru. Дата обращения 13.06.2017.
51. Расписание погоды. URL: https://rp5.ru/, свободный. Дата обращения 13.06.2017.
52. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации - Мировой Центр Данных. Федеральный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Координаты метеостанций. URL: http://meteo.ru/data/155-meteostations. Дата обращения 18.05.2017
53. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации - Мировой Центр Данных. Федеральный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Температура воздуха и количество осадков (ежедневные данные). URL: http://meteo.ru/data/162-temperature-precipitation# описание-массива-данных. (дата обращения: 18.05.2017).
54. Кокорев В.А., Шерстюков А.Б. О метеорологических данных для изучения современных и будущих изменений климата на территории России // Арктика. XXI век. Естественные науки. 2015. №2. C. 5-23.
55. Семенов В.А. География климатообусловленных изменений опасных наводнений на реках России в конце XX-начале XXI столетий // Тр. ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД». 2014. Вып. 177. C 160-174.
56. Канатьева Н.П., Краснов С.Ф., Литвин Л.Ф. Современные изменения климатических факторов эрозии в Северном Приволжье // Эрозия почв и русловые процессы. 2010. Вып. 17. C. 14-28.
57. Арманд Д.Л. Физико-географические основы проектирования сети полезащитных лесных полос. М: Ин-т географии АН СССР, 1961. 367 с.
58. Киркби М.Д. Эрозия и окружающая среда. М.: Колос, 1984.
59. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2016 год. М., 2017. 70 с.
60. Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Коршунова Н.Н. Снежный покров на территории России и его пространственные и временные изменения за период 1966-2010 гг. // Пробл. эколог. мониторинга и моделирования экосистем. 2011. Т. 24. C. 211-227.
61. Макаров И.А. Влияние изменения климата на регионы. // Доклад о человеческом развитии в Российской Федерации за 2014 год / под ред. Л.М. Григорьева и С.Н. Бобылева. М.: Аналит. центр при Правительстве РФ, 2014. С. 185-203.
62. Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Совр. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2012. Т. 9, № 2. С. 9-27.
63. Renard K. et al. Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) // Agric. Handb. 1997. N 703. 404 p.
64. Gitas I.Z., Douros K., Minakou Ch., Silleos G.N., Karydas G.N. Multi-Temporal Soil Erosion Risk Assessment in N. Chalkidiki Using a Modified USLE Raster Model // EARSeL eProceedings 8. 2009. Vol. 1. PP. 40-52.
65. Panagos P. et al. The new assessment of soil loss by water erosion in Europe // Environ. Sci. Policy. Elsevier Ltd, 2015. Vol. 54, August. PP. 438-447.
66. Шынбергенов Е.А. Идентификация пойм крупных рек Сибири (Обь, Енисей, Лена) по данным дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ) из космоса // Трешниковские чтения - 2017: Совр. геогр. картина мира и технoл. географического образования / под ред. Н.А. Ильиной и др. 2017. С. 304-305.
67. Bosco C. et al. Modelling soil erosion at European scale: Towards harmonization and reproducibility // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2015. Vol. 15, № 2. PP. 225-245.
Поступила в редакцию 2017-08-28
Опубликована 2017-12-29
Раздел
Физико-географические исследования
Страницы
513-528