ИСТИНА

Устойчивое управление почвенными ресурсами возможно только на основе надежных знаний о географическом распространении почв и их свойств на земной поверхности. Данный проект предполагает развитие системы представлений, понятий и методов исследований в области географии почв в ответ на современные вызовы в почвоведении и науках о Земле в целом. В настоящее время существует разрыв между установившейся понятийной и методологической системой географии почв, которая основывается на более чем столетнем опыте отечественной почвенно-географической науки, и бурно развивающимися математическими методами обработки пространственно-распределенной информации. К сожалению, в настоящее время пространственное моделирование зачастую базируется на массивах эмпирических данных, не прошедших экспертного анализа, а его результаты моделирования не верифицируются системой сложившихся в географии почв концепций. Анализ и контроль создаваемых почвенно-географических моделей ограничиваются, с одной стороны, общим и качественным характером концепций, с другой – недостаточной адаптированностью этих концепций к конкретным регионам. Мы рассматриваем региональных подход как основу почвенно-географического анализа и планирования управления почвенными ресурсами. В данном проекте мы предлагаем многоуровневый анализ почвенного покрова нескольких регионов России, на которых будут отработаны методы и подходы для дальнейшего применения подобного анализа на других территориях. В основу методологии исследований положены два взаимно дополняющих подхода: анализ почвенного разнообразия и пространственной вариабельности почвенного покрова, то есть рассмотрение последнего как дискретного и континуального объекта. Работы будут проводиться в мелком, среднем и крупном масштабе. Первыми объектами верификации предложенных подходов станут ключевые участки с достаточно различающимися природными условиями: Смоленско-Московская возвышенность, север Прикаспийской низменности (Республика Калмыкия и Астраханская область), внутри которых будут вложены полигоны, исследуемые в более крупном масштабе; диапазон масштабов, в которых будут проводиться исследования, будет варьировать от детального до мелкого. Карты на крупные полигоны будут составляться на основании существующих картографических продуктов с учетом информации и данных по использованию и трансформации почв человеком. Карты ключевых участков будут обновлены или составлены на основании экспертных знаний авторов, литературных данных и доступных данных дистанционного зондирования. Конкретные участки, карты на которые будут составлены в детальном масштабе, будут обследоваться в ходе полевых экспедиционных исследований. Все картографические продукты будут переводиться в электронный формат. На основании распределения количества контуров и площадей на картах будут рассчитываться индексы почвенного разнообразия; также будут использоваться прочие подходы к анализу разнообразия почв, в том числе графические. Будет рассматриваться как таксономическое, так и функциональное почвенное разнообразие. Также будут рассматриваться причины, определяющие почвенное разнообразие в каждом из масштабов. Исследования будут сопровождаться отбором образцов по случайно-регулярной сетке; полученные результаты будут анализироваться геостатистическими методами на предмет выявления пространственной неоднородности, которая не приводит к дискретности почвенного покрова, то есть не может быть выражена в терминах почвенного разнообразия. Сочетание показателей почвенного разнообразия и пространственной вариабельности почв на разных уровнях организации почвенного покрова может представлять своеобразный "почвенный паспорт" региона, на основании которого возможно принимать широкий спектр управленческих решений, в том числе планирование землепользования, выделение особо охраняемых территорий, разработку почвоохранных мероприятий, оценку рисков катастрофических явлений и т.д. Реализация проекта позволит провести научное осмысление организации почвенного пространства на региональном уровне, его формализацию и вовлечение почвенно-географической информации в принятие решений о рациональном природопользовании.

Sustainable soil management is possible only on the basis of sound knowledge of the geographical distribution of soils and their properties on the Earth's surface. This project involves the development of the system of representations, concepts and methods in the field of soil geography studies in response to the current challenges in soil science and earth sciences as a whole. Currently there is a gap between the established conceptual and methodological pedogeographical system, which is based on more than a century of experience of national school of soil geography, and the rapidly developing mathematical methods of processing spatially-distributed information. Unfortunately, at the present time, spatial modeling is often based on empirical data sets that have not undergone expert evaluation, and its simulation results are not verified by the soil-geographical concepts. Analysis and control of the developed soil-geographic models are limited, on the one hand, by the general character of the qualitative traditional concepts, and, on the other hand, by the lack of adaptability of mathematical models to specific regions. We consider regional approach as the basis of soil-geographic analysis and soil management plan. In this project, we propose a multi-level analysis of the soil cover in several regions of Russia, which will help working out methods and approaches for the further application of such analysis in other areas. The basis of the research methodology is based on two complementary approaches: analysis of pedodiversity and spatial variability of soils, ie examination of soil as discrete and continuous object. Work will be performed in small, medium and large scales. The first objects of verification of the proposed approaches will be key areas with sufficiently differing environmental conditions: The Smolensk-Moscow uplift (Moscow region), Eastern Fennoscandia (the Republic of Karelia and the Kola Peninsula) and the north of the Caspian depression (Republic of Kalmykia and the Astrakhan region), inside of which will be included polygons studied in a larger scale; extent of the range in which the research will be carried out will vary from detailed to a small scale. Maps on large polygons will be prepared on the basis of the existing mapping products based on information and on the use and anthropogenic transformation of soil. Maps of key sections will be updated or drawn up based on the expertise of the authors, published data and available remote sensing data. Specific areas on the map that will be compiled in a detailed scale, will be tested during the field research expeditions. All map products will be transferred to an electronic format. On the basis of the distribution of the number of paths and squares on the cards will be calculated indexes of soil biodiversity; it will also be used by other approaches to the analysis of pedodiversity, including graphics. It will be regarded as a taxonomic and functional pedodiversity. Also to be considered the reasons that determine the diversity of the soil in each of the scales. Research will be followed by sampling at random regular grid; the results will be analyzed by geostatistical methods to identify spatial heterogeneity, which is not reflected in the discrete nature of the soil cover, ie it cannot be expressed in terms of soil diversity. The combination of indicators of soil diversity and spatial variability of soil at different levels of soil cover organization may represent a kind of "soil passport" of the region, on the basis of which it is possible to take a wide range of administrative decisions, including land use planning, the selection of protected areas, development soil-protection activities, risk assessment under possible catastrophic events, etc. The project will carry out a scientific understanding of the organization of the "soil space" at the regional level, its formalization and involving soil and geographic information in decision-making on environmental management.

результате реализации представленного проекта будет дана характеристика почвенного покрова трех крупных физико-географических района России (Восточная Фенноскандия, Смоленско-Московская возвышенность, Северный Прикаспий) на разных уровнях организации. Будет разработана методика многоуровневого анализа на базе расчета почвенного разнообразия территории в разных масштабах и оценки пространственной вариабельности почвенных свойств. Будет отчасти ликвидирован разрыв между традиционным почвенно-географическим подходом к анализу почвенного покрова территории и между новыми педометрическими методами: последние будут интерпретированы в рамках традиционной почвенно-географической парадигмы. С точки зрения фундаментальной науки значимость полученных результатов определяется тем, что будут увязаны концепции и методы, выработанные в рамках принципиально разных подходов к исследованию почвенного покрова: в частности, классическая география почв рассматривает почвенный покров как детерминированный, а геостатистика - как случайный. Мы рассматриваем почвенный покров как результат детерминированный процессов, часть из которых мы не можем реконструировать и потому рассматриваем как условно случайные, при этом анализ их пространственного распределения в ряде случаев приводит у частичной реконструкции их генезиса. С научно-практической точки зрения мы предлагаем создание методического подхода к характеристике почвенного покрова на региональном уровне, основанного на учете показателей почвенного разнообразия и пространственной вариабельности на разных уровнях организации почвенного покрова. Данный подход будет апробирован на трех регионах и, как мы надеемся, покажет свою эффективность для формализации и количественной оценки сложности почвенного покрова региона. С практической точки зрения мы ожидаем, что результаты проекта позволят обеспечивать экспертную поддержку принятия решений о рациональном землепользовании на всех уровнях административного управления.

Творческий коллектив в совокупности обладает уникальным опытом и заделом, который позволяет надеяться на успешное завершение данной работы. Руководитель проекта в течение многих лет занимался исследованием почвообразовательных процессов, а также вопросами функционирования почв. У руководителя имеется опыт анализа географических закономерностей почвенного покрова в масштабе крупной страны, Мексики, в том числе была разработана схема почвенно-географического районирования Мексики. Вопросы почвенного разнообразия (pedodiversity) рассматривались автором в ряде публикаций. Большое внимание он также уделял вопросам пространственной интерполяции свойств почв, в том числе геостатистике.