Современная эрозия и сток взвешенных наносов на степном юго-востоке Русской равнины (бассейн р. Самара)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье дана оценка современного тренда интенсивности эрозии в степной зоне юго-восточного сектора Русской равнины на примере бассейна р. Самара (в границах Оренбургской области) по результатам анализа многолетней динамики стока воды и взвешенных наносов реки. Оценка дополнена полевыми исследованиями современных темпов аккумуляции продуктов почвенно-овражной эрозии в днище балки типичного малого водосбора, входящего в бассейн реки, с использованием радиоактивного цезия-137 (в том числе чернобыльского происхождения 1986 г.) в качестве хрономаркера. Полученные результаты показывают уменьшение стока взвешенных наносов в бассейне р. Самара в последние 30 лет по сравнению с 1940–1960 гг. как минимум вдвое. Данный тренд подтверждается снижением скоростей аккумуляции смытого почвенного материала в днище балки водосбора в последние десятилетия: с 1959–1986 гг. по 1986–2016 гг. они сократились, как минимум, в 3.0–3.6 раза. Основной причиной уменьшения темпов эрозии рассматривается сокращение стока воды со склонов в период снеготаяния, обусловленное повышением температуры воздуха и уменьшением глубины промерзания почв в регионе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Гусаров

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: avgusarov@mail.ru
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18

А. Г. Шарифуллин

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: avgusarov@mail.ru
Россия, 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18

Список литературы

  1. Апухтин А.В., Кумани М.В. Современные изменения условий формирования слоя стока весеннего половодья рек Курской области // Ученые записки: электронный науч. журнал Курского гос. ун-та. 2012. № 1. С. 300–311.
  2. Атлас радиоактивного загрязнения Европейской части России, Белоруссии и Украины / под ред. Ю.А. Израэля. М.: ИГКЭ Росгидромета. Роскартография, 1998. 144 с.
  3. Барабанов А.Т. Агролесомелиорация в почвозащитном земледелии. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1993. 156 с.
  4. Булыгина О.Н., Коршунова Н.Н., Разуваев В.Н. Экстремальность климата на территории России / Справочная информация о погоде и климате на сайте ФГБУ “ВНИГМИ-МЦД”. URL. http://meteo.ru/pogoda-i-klimat/196-extremclim. (Дата обращения: 04.08.2017)
  5. Верт Н. История советского государства. 1900–1991 гг. / пер. с фр. М.: Прогресс–Академия, 1992. 480 с.
  6. Габбасова И.М., Сулейманов Р.Р., Хабиров И.К., Комиссаров М.А., Фрюауф М., Либельт П., Гарипов Т.Т., Сидорова Л.В., Хазиев Ф.Х. Изменение эродированных почв во времени в зависимости от их сельскохозяйственного использования в Южном Предуралье // Почвоведение. 2016. № 10. С. 1277–1283.
  7. Гареев А.М., Зайцев П.Н. Основные тенденции развития русловых и эрозионных процессов под влиянием естественных и антропогенных факторов (на примере бассейнов рек Башкирского Предуралья) // Эволюция эрозионно-русловых систем, ее хозяйственно-экономические и экологические последствия, прогнозные оценки и учет (г. Уфа, 3–6 октября 2017 г.): Доклады и сообщения Всероссийской науч.-практ. конф. и ХХХII межвузовского координационного совещания. Уфа: АЭТЕРНА, 2017. С. 107–110.
  8. Географический атлас Оренбургской области. М.: Изд-во “ДИК”, 1999. 96 с.
  9. Голосов В.Н., Острова И.В., Силантьев А.Н., Шкуратова И.Г. Радиоизотопный метод оценки темпов внутрибассейновой аккумуляции // Геоморфология. 1992. № 1. С. 30–36.
  10. Голосов В.Н. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах освоенных равнин. М.: ГЕОС, 2006. 296 с.
  11. Голосов В.Н., Геннадиев А.Н., Олсон К.Р., Маркелов М.В., Жидкин А.П., Чендев Ю.Г., Ковач Р.Г. Пространственно-временные особенности развития почвенно-эрозионных процессов в лесостепной зоне Восточно-Европейской равнины // Почвоведение. 2011. № 7. С. 861–869.
  12. Голосов В.Н., Беляев В.Р., Маркелов М.В., Шамшурина Е.Р. Особенности перераспределения наносов на малом водосборе за различные периоды его земледельческого освоения (водосбор Грачёва лощина, Курская область) // Геоморфология. 2012. № 1. С. 25–35.
  13. Голосов В.Н., Иванова Н.Н., Гусаров А.В., Шарифуллин А.Г. Оценка тренда деградации пахотных почв на основе изучения темпов формирования стратоземов с использованием 137Сs в качестве хрономаркера // Почвоведение. 2017. № 10. С. 1238–1252.
  14. Государственный водный кадастр СССР. Основные гидрологические характеристики (за 1971–1975 гг. и весь период наблюдений). Т. 12. Вып. 1. Нижнее Поволжье. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 328 с.
  15. Гусаров А.В. Оценка русловой и бассейновой составляющих эрозии и стока взвешенных наносов в речных бассейнах // Геоморфология. 2013. № 2. С. 23–39.
  16. Гусаров А.В. Основные закономерности соотношения русловой и бассейновой составляющих эрозии и стока взвешенных наносов в речных бассейнах Северной Евразии // Геоморфология. 2015. № 4. С. 3–20.
  17. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1984. 264 с.
  18. Иванова Н.Н., Ларионов Г.А. Динамика протяженности малых рек: факторы и количественные оценки // Причины и механизм пересыхания малых рек. Казань: ГранДан, 1996. С. 37–42.
  19. История Оренбуржья. Учеб. пособие / сост. и науч. ред. Л.И. Футорянский. Оренбург: Оренбургское книжное изд-во, 1996. 351 с.
  20. Климат России / ред. Н.В. Кобышева. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 655 с.
  21. Комиссаров М.А., Габбасова И.М. Эрозия почв при снеготаянии на пологих склонах в Южном Приуралье // Почвоведение. 2014. № 6. С. 734–743.
  22. Маркелов М.В., Голосов В.Н., Беляев В.Р. Изменение скорости аккумуляции наносов на поймах малых рек в центре Русской равнины // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2012. № 5. С. 70–76.
  23. Панин Г.Н., Дзюба А.В. Изменения направления и скорости ветра от Арктики до Каспийского моря как проявление современных изменений климата // Водные ресурсы. 2006. Т. 33. № 6. С. 737–753.
  24. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики (за весь период наблюдений до 1963 г.). Т. 12. Вып. 1. Нижнее Поволжье. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 364 с.
  25. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики (за 1963–1970 гг. и весь период наблюдений). Т. 12. Вып. 1. Нижнее Поволжье. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 332 с.
  26. Русловой режим рек Северной Евразии (в пределах бывшего СССР) / под ред. Р.С. Чалова. М.: Изд-во МГУ, 1994. 336 с.
  27. Соболь Н.В., Габбасова И.М., Комиссаров М.А. Влияние изменения климата на эрозионные процессы в Республике Башкортостан // Аридные экосистемы. 2015. № 4. С. 22–28.
  28. Топографическая карта масштаба 1:25000, номер листа V-23-29-Б-в, Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. Составлена по материалам съемки 1972 года. 18 мая 1981 года.
  29. Фролова Н.Л., Киреева М.Б., Агафонова С.А., Евстигнеев В.М., Ефремова Н.А., Повалишникова Е.С. Внутригодовое распределение стока равнинных рек Европейской территории России и его изменение // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2015. № 4. С. 4–20.
  30. Dore M.H.I. Climate change and changes in global precipitation patterns: what do we know? // Environment International. 2005. V. 31. Iss. 8. P. 1167–1181.
  31. Golosov V.N., Belyaev V.R., Markelov M.V. Application of Chernobyl-derived 137Cs fallout for sediment redistribution studies: lessons from European Russia // Hydrological Processes. 2013. V. 27. № 6. P. 781–794.
  32. Golosov V., Gusarov A., Litvin L., Yermolaev O., Chizhikova N., Safina G., Kiryukhina Z. Evaluation of soil erosion rates in the southern half of the Russian plain: methodology and initial results // Proc. IAHS. 2017 / Collins A., Stone M., Horowitz A., Foster I. (Eds.). ICCE Symposium 2016 – Integrating monitoring and modelling for sediment dynamics, Okehampton, UK, 11–15 July 2016. V. 375. Copernicus Publications. P. 23–27.
  33. Higgit D.I. The Development and Application of Caesium-137 Measurements in Erosion Investigation // Sediment and Water Quality in River Catchments / Foster I.D.L., Gurnell A.M., Webb B.W. (Eds.). Chichester (UK): John Wiley&Sons Ltd, 1995. P. 287–305.
  34. Killick R., Fearnhead P., Eckley I.A. Optimal detection of change points with a linear computational cost // JASA. 2012. 107(500). P. 1590–1598.
  35. Killick R., Eckley I.A. Changepoint: An R Package for Changepoint Analysis // J. of Statistical Software. 58 (3). 2014. P. 1–19. URL. http://www.jstatsoft.org/v58/i03/
  36. Loughran R.J. The use of the environmental isotope caesium-137 for soil erosion and sedimentation studies // Trend in Hydrology. 1994. № 1. P. 149–167.
  37. McNutt M. Climate change impacts // Science. 2013. V. 341. Iss. 6145. P. 435.
  38. Parfitt R.L., Baisden W.T., Ross C.W., Rosser B.J., Schipper L.A., Barry B. Influence of erosion and deposition on carbon and nitrogen accumulation in resampled steepland soils under pasture in New Zealand // Geoderma. 2013. V. 192. № 1. P. 154–159.
  39. Porto P., Walling D.E., Callegari G. Using 137Cs measurements to establish catchment sediment budgets and explore scale effects // Hydrological Processes. 2011. V. 25. P. 886–900.
  40. R Core Team R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2017. URL. https://www.R-project.org/
  41. Walling D.E., Golosov V.N., Panin A.V., He Q. Use of radiocaesium to investigate erosion and sedimentation in areas with high levels of Chernobyl fallout // Tracers in Geomorphology / Foster I.D.L. (Ed.). Chichester (UK): John Wiley&Sons Ltd, 2000. P. 183–200.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изменения количества дождевых событий (N, ед.) с разным слоем выпадения с апреля по октябрь на метеорологической станции в г. Сорочинск (Оренбургская область) за 1966–2015 гг.

Скачать (302KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Многолетняя изменчивость запасов воды в снежном покрове (H, мм) на метеорологических станциях в г. Сорочинск и г. Бугуруслан (Оренбургская область) в марте и начале апреля 1966–2015/2016 гг.

Скачать (219KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изученный малый водосбор (верхний космический снимок, GeoEye) и его географическое положение (показано четырехконечной белой звездочкой) и ближайшие окрестности в бассейне р. Самара (нижний космический снимок высокого разрешения со спутника WorldView-2; дата съемки: 15.09.2010 г.).

Скачать (260KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Многолетняя изменчивость стока воды (М(Q), л/с/км2) и стока взвешенных наносов (М(Wвзв.), т/км2/год) р. Самара/Елшанка (см. рис. 3) в период 1940–2012 гг.

Скачать (309KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Вертикальное распределение гранулометрического состава (G) и концентрации 137Cs в почвенных разрезах I и IV днища балки изученного малого водосбора (см. рис. 3).

Скачать (503KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019