Аннотация
Введение 4
1 Теоретические аспекты и методы исследования эрозионных процессов 6
1.1 Факторы развития почвенной эрозии 6
1.2 Механизм развития эрозии 15
1.3 Методы исследования эрозии 18
1.3.1 Оценка потенциального смыва почвы 18
1.3.2 Полевые методы изучения 19
1.3.2.1 Учет эрозии по замеру объема струйчатых размывов 19
1.3.3 Применение БПЛА при изучении почвенной эрозии 22
1.3.3.1 Методика выполнения работ 22
1.3.3.2 Технические характеристики БПЛА DJI Mavic Pro 23
2 Физико-географическая характеристика бассейна реки Басандайка 25
2.1 Географическое положение и рельеф 25
2.2. Геологическое строение 27
2.3 Климат 28
2.4 Подземные и поверхностные воды 30
2.5 Почвы и растительность 32
3 Оценка эрозии почв от стока талых вод с применением различных методов 34
3.1 Расчёт потенциального смыва почвы в агроландшафтах бассейна реки Басандайки
по региональной методике 34
3.2 Определение морфометрических характеристик 38
с применением данных БПЛА 38
Заключение 43
Список использованных источников и литературы 45
Актуальность данной работы заключается в том, что эрозия почв является одной из самых распространенных проблем, приводящих к деградации почв и, как следствие, экологическому и экономическому ущербу. Исследовании эрозии почв ведутся уже больше столетия, но во многих регионах эта проблема до сих пор стоит остро. Большинство земель, которые участвуют в сельскохозяйственной разработке, являются эродированными. Данная проблема не заключается в рамки только одной какой-либо территории, то есть не является локальной. Она распространена повсеместно на нашей планете. В России ежегодно вымываются более 566 млн тонн почвенных частиц.
Земли юго-востока Западной Сибири не являются исключением. Более половины всех земель Томской области так или иначе подвергаются развитию на них эрозионных процессов. Если этот процесс не контролировать, то в последствие это может привести к опустыниванию.
Целью работы является оценка смыва почв от стока талых вод в агроландшафтах бассейна реки Басандайки.
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Собрать и проанализировать литературные источники, картографические материалы по теме исследования;
2. Проанализировать физико-географическую характеристику бассейна реки Басандайки;
3. Разобрать методы исследования эрозионных процессов на почвах;
4. Провести полевые исследования в агроландшафтах бассейна реки Басандайки (выполнить замер струйчатых размывов на южном склоне стационара Лучаново);
5. Совершить съёмку с применением БПЛА южного склона стационара Лучаново;
6. Построить на основе полученных снимков БПЛА цифровую модель рельефа и карты по морфометрическим показателям.
Объектом исследования являются агроландшафты бассейна реки Басандайки (южный склон стационара Лучаново). Предметом исследования является эрозия почв от стока талых вод.
В ходе выполнения работ были применены следующие методы исследования: математический (расчёта потенциального смыва почвы по региональной методике), полевой (снегосъёмка, замер струйчатых размывов), метод применения БПЛА.
Автором работы был рассчитан потенциальный и фактический смыв почв, а также на основе полученных снимков с БПЛА была построена цифровая модель рельефа и карты по морфометрическим показателям.
Работа состоит из введения, трёх глав и заключения. Основной изложен на 47 страницах и включает в себя 18 рисунков. Список использованных источников содержит 31 источников.
Исследуемый нами участок расположен в пределах бассейна реки Басандайки, который, в свою очередь, входит в Томь-Яйское междуречье. Наблюдения за эрозией проводились на территории пахотных угодий южного склона Лучановского стационара. Автором работы были применены несколько методов изучения развития эрозии почв. Основываюсь на результатах исследования, можно сделать следующие выводы.
В полевых исследованиях выделяются два метода изучения эрозии почв: метод снегосъёмки и метод замера струйчатых размывов. Каждый из методов важен, потому как полученные данные являются неотъемлемой частью последующего метода - математического, которые используют при совершении расчётов потенциального и фактического смыва почвенных частиц. Полученные данные на снегосъёмке помогли выяснить максимальную толщу снежного покрова (влагозапас) за последние два года, а на основе данных при замерах струйчатых размывов (ширина и глубина струйчатых размывов, промоин) был выяснен объём.
Полученные данные при расчётах потенциального и фактического смыва от талых вод показали разницу в значениях за 2018-2019 гг, где фактические данные оказались ниже потенциальных в 2-4 раз. Тем самым выявив ряд недостатков полевого и расчетного методов исследования, которые не включают все факторы, влияющие на итоговый показатель, а при проведении замера промоин можно допустить погрешность и не учесть самые мелкие формы. Но полученные результаты так или иначе помогают выяснить достаточно достоверную картину состояния агроландшафтов, изучаемого участка.
В ходе работ по применению БПЛА как метода исследования эрозии от талых вод также удалось составить наглядную картину эрозионной опасности по крутизне и экспозиции склонов данного участка. На основе отснятых снимков исследуемого участка была построена цифровая модель рельефа в программе для построения ортофотопланов, карт высот и 3D моделей - Agisoft Photoscan Pro. После построения карты высот (ЦМР), был совершён экспорт в другую программу - SAGA GIS, где удалось построить карту крутизны склонов и карту экспозиций склонов. Использование данных программ показало все их минусы и плюсы. К примеру, в Agisoft Photoscan Pro при построении плотного облака точек программа не классифицирует все объекты, расположенные на ней, потому как не является методом наземного, воздушного или космического лазерного сканирования. Их распознавание совершается полностью в ручном режиме. При использовании SAGA GIS также выявился существенный минус, который вытекает в несовершенстве компоновки карт, то есть малом функционале их оформления.
Построенные карты позволили выяснить степень эрозионной опасности данного участка. По карте крутизны склонов нам удалось выяснить, что исследуемый участок по степени эрозионной опасности, согласно классификации Тимофеева (2003), по преобладающим уклонам крутизной от 2-4° до 4-8°, относится к средней и большой степени эрозионной опасности исследуемого участка. По карте экспозиций склонов удалось установить преобладание склонов южной и юго-восточной экспозиций, на которых наиболее интенсивно развиваются эрозия от талых вод в период оттаивания снежного покрова.
