ИСТИНА

Широкое распространение на Европейской территории России, далеко за пределами современной южной границы многолетней мерзлоты, проявлений криогенного палеорельефа, сформированного в суровых климатических условиях экстремальных стадий последнего позднеплейстоценового оледенения, известно достаточно давно. Современный прогресс в исследованиях реликтовой криогенной морфоскульптуры достигнут, во многом, благодаря развитию технологий и облегчения доступа исследователей к данным дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). К настоящему времени для Восточно-Европейской равнины выполнена классификация морфологических типов реликтового криогенного микрорельефа, установлены зональные особенности их распространения. Значительный объем исследований посвящен также отражению погребенных мерзлотных форм в строении современного почвенного покрова. Однако остаются недостаточно исследованными вопросы взаимосвязи реликтовой криогенной морфоскульптуры различных типов с современными эрозионно-аккумулятивными процессами, эрозионной деградацией почв и выносом рыхлого материала со склонов в днища балочно-долинной сети в областях длительного и интенсивного сельскохозяйственного освоения. Роль мерзлотного палеорельефа в пространственной структуре и динамике антропогенно ускоренной эрозии почв на сельскохозяйственных землях и, как следствие, в снижении плодородия пахотных почв, деградации малых рек, заилении водохранилищ и снижении качества воды не учитывается при почвенно-эрозионном районировании территории и проектировании почвозащитных и водоохранных мероприятий. Проект предполагает количественную оценку влияния различных типов криогенной морфоскульптуры на морфологическую и геохимическую дифференциацию почв, интенсивность и пространственное распределение эрозионно-аккумулятивных процессов на распахиваемых склонах с использованием данных ДЗЗ, комплекса независимых методов количественной оценки эрозии и аккумуляции, высокоточной геодезической, аэрофото- (с использованием беспилотного летательного аппарата) и почвенно-геохимической съемки и георадарного зондирования. Для исследования планируется выбрать несколько ключевых участков с различными сочетаниями морфологических типов реликтовой криогенной морфоскульптуры, зональных почв, морфометрических характеристик обрабатываемых склонов и густоты эрозионной сети. Полученная информация позволит существенно уточнить фундаментальные представления о взаимосвязи между пространственной неоднородностью почвенного покрова, современными эрозионно-аккумулятивными процессами и мерзлотным палеорельефом, сформированным в период последнего оледенения. Новые данные могут быть также использованы для оптимизации почвозащитных и водоохранных мероприятий на сельскохозяйственно освоенных малых водосборах запада Европейской территории России.

For the last several decades, presence of the relic cryogenic features in topography and soil structure far beyond the present southern limits of the permafrost has been established. It is widely accepted that most of such features were formed under the most severe climatic and landscape conditions of the last stage of the Late Pleistocene glaciation. Recent progress in studies of the relic cryogenic microtopography has been largely achieved due to latest development of the remote sensing (RS) techniques and especially increasing availability of high-resolution satellite imagery for Earth scientists. By present time, morphological classification of relic cryogenic features has been proposed and specifics of their zonal distribution more or less established for the Eastern European Plain. Significant progress has also been achieved in investigations of role of buried cryogenic features in structure of modern soils. However, there are several problems still lacking detailed scientific considerations, namely relationships between different types of relic cryogenic features and modern hillslope processes, soil degradation processes, sediment export from hillslopes into fluvial network in areas of dominant agricultural land use. Impact of cryogenic microtopography on spatial structure and intensity of human-accelerated soil erosion on agricultural land and its detrimental effects such as decreased soil fertility, small river degradation, reservoir siltation and water quality deterioration is not commonly taken into account for soil erosion mapping and designing soil- and water-conservation measures. Proposed project will be concentrated on establishing and evaluating relationships between different types of relic cryogenic features and morphological and geochemical differentiation of soils, intensity and spatial distribution of soil erosion and deposition processes on cultivated slopes. The approaches employed will include analysis of the RS data, application of several independent techniques for quantitative assessment of soil redistribution on cultivated slopes and in small catchments, high-quality geodetic and airborne photo (by unmanned aerial vehicles) surveys, morphological and geochemical investigation of soil properties and georadar surveys. It is planned to select several case study sites with various combinations of relic cryogenic feature types, zonal soil types, morphological and morphometric characteristics of cultivated slopes, density and structure of stream network. Acquired information will be fundamentally important for increasing understanding of relationships between modern erosion and deposition processes, contemporary spatial heterogeneity of soil structure and relic cryogenic topography formed during the Late Pleistocene glaciation. It can also be employed for optimal design of soil- and water-conservation measures for agriculture-dominated small river basins of the Western European Russia.

Ориентирование исследования на выявление влияния реликтовой криогенной морфоскульптуры на пространственное распространение и интенсивность современных эрозионно-аккумулятивных процессов на основании комплекса независимых методов позволит получить уникальные новые результаты. Они позволят существенно уточнить фундаментальные представления о взаимосвязи между пространственной неоднородностью почвенного покрова, современными эрозионно-аккумулятивными процессами и мерзлотным палеорельефом, сформированным в период последнего оледенения. Новые данные могут быть также использованы для оптимизации почвозащитных и водоохранных мероприятий на сельскохозяйственно освоенных малых водосборах запада Европейской территории России. Планируемое исследование основано на использовании самых современных аналитических методов, приборной базы и методических подходов. Предлагаемый комплексный подход к оценке баланса наносов малых речных бассейнов, благодаря использованию нескольких независимых методов, по отдельности успешно апробированных как в России, так и за рубежом, обеспечивает высокую точность результатов на уровне мировых аналогов. Исследования по данной тематике с подобным географическим покрытием, методическим разнообразием и степенью детальности, как в России, так и за рубежом, авторам не известны. Полученные результаты будут иметь как важное фундаментальное значение, так и практическую применимость для оценки экологической обстановки в пределах конкретных исследованных территорий и в качестве развития новых методических подходов в практике эколого-геохимических, почвенно-геоморфологических и палеокриологических исследований.

Показаны преимущества использования комплексного подхода, включающего несколько независимых натурных методов, морфометрический анализ цифровых моделей рельефа, данные дистанционного зондирования Земли и моделирования, для количественной оценки баланса наносов и распределения связанных с ними загрязняющих веществ в пределах малых речных бассейнов. Эта методика позволяет оценить скорости смыва почвы с пахотных склонов, интенсивность переотложения наносов в балках различных порядков, темпы пойменной аккумуляции в речных долинах и, в конечном итоге, баланс наносов для всего водосбора (Беляев и др., 2004; Бондарев и др., 2005, 2014; Belyaev et al., 2004, 2005, 2009, 2012; Бондарев и др., 2014; Иванов и др., 2017). Количественная оценка темпов перераспределения и понимание закономерностей поведения тяжелых металлов и радионуклидов, сорбированных тонкими фракциями почв и наносов, в малых водосборных бассейнах различного порядка является ключевой информацией для определения необходимых мер контроля за экологическим состоянием территорий с интенсивным антропогенным воздействием. Для обоснованной экстраполяции полученных на ключевых участках результатов на более крупные площади используются разномасштабные морфометрические методы, данные ДЗЗ и ГИС-технологии (Иванов и др., 2017; Харченко, 2017; Belyaev et al., 2009, 2012). Участники творческого коллектива имеют опыт изучения реликтового криогенного рельефа в пределах Европейской территории России и современных проявлений мерзлотных процессов в различных ландшафтах Арктики и Субарктики, с использованием прямых полевых наблюдений, радиоизотопных и геохимических методов, данных ДЗЗ (Стрелецкая и др., 2015, 2017; Стрелецкая, 2017). Широко используются высокоточные крупномасштабные съемочные работы с применением современного геодезического оборудования (лазерные тахеометры, дифференциальные системы спутникового позиционирования), беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), георадарных комплексов.