Тема: СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЗАПАСОВ ВОДЫ В СНЕГЕ И ГЛУБИНЫ ПРОМЕРЗАНИЯ ПОЧВ КАК ПРЕДИКТОРОВ ВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ (НА ПРИМЕРЕ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЫ)

Эрозия почв является широко распространенной проблемой сельского хозяйства в развивающихся странах. Эта проблема имеет далеко идущие экономические, политические, социальные и экологические последствия из-за ущерба как на месте, так и за пределами площадки, например, в результате перемещения загрязняющих веществ вместе с наносами. Каждый год в мире 75 миллиардов тонн почвы удаляются из-за эрозии с сельскохозяйственных земель, принося ущерб, оцениваемый сотнями миллиардами долларов. По данным государственного учета из общей площади сельскохозяйственных угодий (221 млн га) более 130 млн га (около 60 %) эрозионноопасны и подвержены водной и ветровой эрозии, а 40 млн га практически уже утратили плодородие. В результате недобор продукции в пересчете на зерно составляет примерно 47 млн т. Ежегодная убыль гумуса на пашне составляет 0,62 т/га, а в целом по России 81,4 млн т. Особенно неблагоприятные условия складываются на склоновых землях [11].
На эрозионные процессы влияет множество факторов. Среди них два фактора (климатические и землепользование) являются наиболее значимыми. На территории Восточно-Европейской равнины наибольшая эрозия (по данным стационарных исследований) наблюдается во время весеннего снеготаяния. Талый сток, что формируется в данный период зависит в первую очередь от запасов воды в снеге и глубины промерзания, что и предопределяет актуальность данной работы.
Целью данной работы является определение современных изменений запасов воды в снежном покрове и глубины промерзания почв как предикторов временной изменчивости эрозионных процессов (на примере Восточно-Европейской равнины).
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить собрать и систематизировать основные климатические факторы развития эрозионных процессов
2. Изучить физико-географические условия развития территории исследования
3. Определить современные тенденции изменения глубины промерзания и запасов воды в снеге на территории ЕТР
4. Оценить и проанализировать пространственно-временную изменчивость запасов воды в снеге и глубины промерзания как факторов водной эрозии.
В данной работе рассматривается пространственно-временное изменение такой климатической характеристики как запасы воды в снеге и глубина промерзания на территории Восточно-Европейской равнины.
А.И. Воейков писал: «Нигде влияние снежного покрова так не велико, как в России, так как нигде нет равнины настолько обширной, отдаленной от морей и покрытой зимой снегом» [2]. Изучению характеристик снежного покрова в России уделяется большое внимание, так как снежный покров является хорошим индикатором состояния климатической системы и оказывает большое влияние на экономику и условия жизнедеятельности. В большинстве работ, посвященных снежному покрову на территории России, использованы ограниченные массивы данных, которые не позволяли с достаточной детализацией описать состояние характеристик снежного покрова на всей территории страны, получить региональные оценки изменения такой важной характеристики, как запас воды в снеге, который оказывает влияние на множество природных процессов.
В первую очередь это плоскостная и овражная эрозия, оползневая деятельность . Кроме того запасы воды влияют на формирование почвенных и грунтовых вод, на меженный сток реки, а также на изменчивость ее водного режима. К биологически процессам можно отнести водоснабжение корневой системы растений, питание дикорастущих растений и культурных растений.
Изучение эрозии земли, ее причин и следствий, а также мероприятий по ее ликвидации имеет большое хозяйственное и научное значение.
Практическая значимость данной работы заключается в выявлении территорий, потенциально наиболее подверженных эрозионным процессам, путем выявления изменений запасов воды в снеге и глубины промерзания. Ведь определенные климатические условия в совокупности с антропогенным фактором повышают риск развития нежелательных природных процессов.
Благодаря появлению новых массивов данных, подготовленных во ВНИИГМИ-МЦД, стало возможным получить оценки изменения основных характеристик снежного покрова (высота снежного покрова, температура воздуха, запас воды в снеге) и температуры почвы на глубинах 20 см, 80 см и 160 см за период с 1966 до 2015 года. Помимо анализа среднемноголетних характеристик запасов воды в снеге и глубины промерзания, получены оценки их пространственных и временных изменений, исследованы региональные различия. Климатические факторы, являются одними из формирующих факторов снегонакопления, поэтому основой для анализа режима снегонакопления послужили декадные данные [27].
Сравнительно редкое расположение станций и постов делает задачу обобщения данных по снегозапасам и глубине промерзания весьма затруднительной, но в то же время важной.
Благодаря географическому положению в России впервые введено представление о снежной составляющей картине мира, что подтверждают работы А.И.Воейкова, Г.Д.Рихтера, Э.Г.Коломыца, П.П.Кузьмина, А.К.Дюни- на.
Основы снеговедения заложены А.И.Воейковым. В 1891 г. в России впервые в мире стали проводиться регулярные снегомерные съемки. Еще до революции на территории России активно развивались исследования снежного покрова для нужд сельского хозяйства.
Изучением водной эрозии почв и агроэкологических факторов, вызывающих ее, занимались многие ученые прошлого столетия, среди них
В. В. Докучаев, П.А. Костычев, С.С. Соболев и др. В Южном Предуралье эта проблема рассматривалась в фундаментальных работах Г.Н. Лысака, Г.П. Сурмача и других исследователей.
Во ВНИАЛМИ («Всероссийский научный исследовательский агролесомелиоративный институт») свыше 50 лет изучаются закономерности формирования поверхностного стока с целью его регулирования и разработки мероприятий по борьбе с эрозией почв.
Теоретическую и методологическую основу исследований составляют современные научные разработки в области физической географии, геоэкологии и природопользования, ландшафтоведения, снеговедения, гляциологии и покрововедения Г.Д. Рихтера, В.М. Котлякова, Э.Г. Коломыца, Н.В.Рутковской, Л.Б.Филандышевой, Л.Н.Окишевой, А.Г.Исаченко, Ф.Н.Ми- лькова, Ю.Н.Василенко, И.М.Назарова, Ш.Д.Фридмана, А.К.Дюнина, П.П.Ку- зьмина, Е.А. Нефедьевой, В.В.Козина. Методическая база исследований представлена комплексом географических методов — картографический, геоинформационный, количественные (картометрический, статистический), геохимический [7].
Исследованием эрозионных процессов занимаются и по сей день многие исследователи, изучая при этом современные тренды эрозии пахотных черноземов (А.В. Гусаров, В.Н. Голосов, А.Г. Шарифуллин, А.М. Гафуров), эрозионно-гидрологические процессы (А.Т. Барабанов), оценку снегозапасов (И.П. Вершинина, Н.В. Игловская), снежный покров и его пространственные и временные изменения (О.Н. Булыгина, В.Н. Разуваева, Н.Н. Коршунова). Температуры почвы на глубинах, влияние на нее температуры воздуха и глубины снега изучалось совместно исследователями из России, США и Японии (Х. Парк, А.Б. Шерстюков, А.Н. Федоров, И.В. Поляков, Дж.Е. Уолш).

Купить

Благодаря густой сети метеорологических станций получили и оценили изменения некоторых характеристик изменения снежного покрова с 19662015г, используя долгосрочные данные наблюдений; если на отдельных станциях европейской России обнаруживались тенденции уменьшения снежного покрова, то при региональном осреднении тенденции уменьшения не обнаружено
- изменения имеют зональное распределение: в области избыточного увлажнения возможно как его повышение, так и понижение. Южнее повсюду наблюдается тенденция понижения, которая относительно плавно усиливается к югу
- в целом на Восточно-Европейской равнине отмечается тенденция к увеличению запаса воды в анализируемые месяцы (март, апрель); наблюдается увеличение запаса воды в снеге в северных и восточных районах, тогда как в западных и южных районах запас воды в снеге уменьшается
- несмотря на неравномерность распределения тенденции по месяцам, наблюдается тенденция сокращения запасов воды в снеге с севера на юг; по всем природным зонам, кроме тундры и лесотундры, в весенние месяцы наблюдается тенденция к увеличению запаса воды в снеге
- величина эрозии зависит от запасов воды в снеге и глубины промерзания почв, температуры воздуха и высоты снежного покрова. Снижение глубины промерзания, даже в условиях увеличения запасов воды способствует только сокращению поверхностной и линейной эрозии
- за исследуемый период снеготаяния (начало марта - конец апреля), у таких показателей, как запасы воды в снеге и глубина промерзания почвы, наблюдаются положительные тренды, что косвенно свидетельствует о сокращении эрозионных процессов. Данный вывод подтверждается
исследованиями, которые проводились в различных природных зонах ЕТР В.Н. Голосовым за период с 2015-2017 гг.
- установленные зависимости величины стока талых вод от запасов воды в снеге и глубины промерзания почв, температуры воздуха и высоты снежного покрова в предвесенний период оказывают определенное влияние на величину эрозии и могут быть использованы в прогнозирование поверхностного стока и в решении целого ряда решении практических задач.

Купить