Условия возникновения цепных реакций на внешнее воздействие в географическом ландшафтеНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Условия возникновения цепных реакций на внешнее воздействие в географическом ландшафте
Результаты этапа: Произведен отбор информативных признаков для модельной ситуации гипоотетического роста увлажнения в степном ландшафте Южного Крала (Айтуарская степь). Составлены схемы цепных реакций. Создана база данных (ландшафтное описание и почвенно-геохимическое опробование, 202 описания) для степного модельного участка Создана цифровая модель рельефа на основе топографических карт с разрешением 90 м. Почвенные образцы (около 100 для каждого модельного участка) проанализированы на влажность, содержание гигроскопической влаги, гумуса, обменных катионов, общего азота, подвижного фосфора и калия, рН. Выявлены плеяды свойств компонентов ландшафта, коррелирующих в пространстве. Для статистически значимых связей выявлены интервалы широкого диапазона сочетаний признаков и жесткой корреляции признаков. Составлены корреляционные матрицы, кластер-диаграммы, мультирегрессионные уравнения, серия графиков, отражающие связи в плеяде свойств компонентов.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Условия возникновения цепных реакций на внешнее воздействие в географическом ландшафте
Результаты этапа: Для среднетаежного ландшафта в Архангельской области проведено исследование с целью оценить степень устойчивости плеяд межкомпонентных связей (групп взаимосвязанных свойств почв, растительного покрова, почвообразующих отложений, рельефа) по мере антропогенной трансформации структуры и постантропогенного ее восстановления в ходе сукцессий. Выявлено четыре плеяды свойств. Первая плеяда отражает установившиеся тесные функциональные связи между главными осями дифференциации трав и кустарников, находящиеся под влиянием соотношения суглинистой и супесчаной толщ и водного режима почв. Эта плеяда устойчиво сохраняется на всех стадиях сукцессии, однако чувствительность травостоя к механическому составу почв со временем ослабевает, а кустарников – сохраняется. Кустарники на поздней стадии распределяются в пространстве в более тесном сопряжении с кустарничковым ярусом и постепенным усилением оподзоливания. Травы увеличивают чувствительность к длительному стоянию верховодки в верхней супесчаной части почвенного профиля, а именно – заметно реагируют на формирование перегнойного горизонта и обособление вложенного субпрофиля альфегумусового подзола. Вторая плеяда отражает состав кустарничкового яруса, формирующийся под влиянием перераспределения тонких частиц и формирование вложенного субпрофиля альфегумусового подзола в зависимости от частоты присутствия верховодки. На ранних этапах восстановления лесного фитоценоза вторая плеяда обусловлена межкомпонентными взаимодействиями в более тонком слое ландшафта, чем первая: кустарничковый ярус реагирует на состояние только верхней супесчаной толщи, в то время как травяный и кустарниковый – на состояние двучлена в целом. На поздних этапах возрастает чувствительность кустарничкового яруса к оглеению и к накоплению торфа или перегноя. Третья плеяда отражает наличие/отсутствие процесса разгрузки богатых грунтовых вод на склонах малых долин с формированием ивняков,сероольшанников с кустарниковым ярусом. Плеяда сохраняя ядро (связь древостоя и кустарников) в ходе восстановительной сукцессии, существенно сокращается по количеству членов на поздней стадии, когда из нее выпадают свойства травяного и кустарничкового яруса. Кустарничковый и травяный ярусы теряют специфичность для фаций с присутствием ольхи, малины, смородины, черемухи. Четвертая плеяда связывает чувствительные к трофности свойства кустарникового и древесного яруса. При этом кустарниковый ярус устойчиво связан со строением двучленной почвообразующей породы и соотношением оподзоливания и гумусонакопления. Плеяда сохраняет устойчивость на всех трех возрастных стадиях восстановления лесного фитоценоза. Древесный и кустарничковый ярусы практически независимы от почвенно-литологических особенностей, за исключением ранней стадии до 50 лет. По мере развития лесного фитоценоза древостой и кустарничковый ярусы достаточно пластичны и могут иметь похожий состав на почвах с разными свойствами, а кустарники строго адаптируются к почвам в зависимости от их обеспеченности минеральными веществами.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Условия возникновения цепных реакций на внешнее воздействие в географическом ландшафте
Результаты этапа: Установлен следующий ход цепной реакции при распашке и сукцессии после прекращения распашки. Фоновые почвы характеризуются наличием тонкого (10-50 см) плаща песчано-супесчаных отложений, толщи карбонатных моренных суглинков (от первых метров до первых десятков метров) и пластов коренных карбонатных пород верхнепермского возраста. При распашке плоских водораздельных поверхностей такая схема строения сохраняется. Распашка на плоских междуречьях выравнивает различия между супесчаными и суглинистыми почвами по содержаниям макро- и микроэлементов, в то время как на залежах достоверны различия по 15 элементам. По сравнению с фоновыми подзолистыми почвами происходит обогащение P, Li, Mn, V, Ni, Co, Zn, Pb, Sn, Sc, B. При распашке склонов долин происходит смыв песчано-супесчаного плаща и моренных суглинков. При распашке супесчаный плащ сохраняется почти исключительно на склонах не более 10°. На склонах 3-10° в большинстве случаев песчано-супесчаный плащ смыт и на поверхность выведены либо моренные суглинки, либо – при более высокой интенсивности смыва на склонах не менее 6° – пермские мергели. В фоновых лесных почвах может встречаться и на склонах 3-15°. При полном смыве песчано-супесчаного плаща происходит вовлечение в почвообразование суглинков и коренных мергелей, что приводит к росту концентраций в почвах Mg, Ca; за счет внесения удобрений – также резкое обогащение P, N. При весеннем снеготаянии и выпадении осадков теплого периода происходит вовлечение в водную миграцию широкого спектра макро-и микроэлементов. Доказательством этого служат: 1) обогащение поверхностных вод Mg, Ca, HCO3 , P, NO3 в бассейнах с высокой долей пашен и низкой долей лесов; 2) изменение межгодовой и межсезонной вариабельности концентраций основных ионов обогащение донных отложений рек распаханных бассейнов; 3) обогащение пойменных почв распаханных бассейнов катионогенными элементами, подщелачивание почв; 4) накопление агрогенной ассоциации элементов на делювиальных шлейфах, наложенных на террасы; 5) накопление агрогенной ассоциации элементов на делювиальных шлейфах, наложенных на поймы при малой ширине террас, полностью перекрытых склоновыми отложениями. Установлена прямая зависимость концентраций. После прекращения распашки на покатых склонах восстановление зональной растительности происходит в принципиально иных геохимических условиях: не на супесчаных, а на тяжелосуглинистых отложениях в слабощелочной среде. Залежи на суглинистых почвах через 15-20 лет после прекращения распашки по большинству геохимических показателей сохраняются характеристики распахиваемых почв. При формировании сомкнутого лесного покрова в возрасте 50-70 лет триггером служит подкисление почв на 1,5-2 единицы по сравнению с пашней. Подкисление обеспечивает условия для выноса большого ряда химических элементов за пределы гумусовых, старопахотных и элювиальных горизонтов. Однако обратная корреляция лесистости с содержанием катионов и На плоских поверхностях междуречий и террас исходный гранулометрический состав почвообразующих отложений сохраняется, но восстановление почвенно-растительного покрова начинается в более щелочной среде, чем в фоновых условиях. Рассмотрена ландшафтная структура пойм малых рек средней тайги Восточно-Европейской равнины (бассейн Северной Двины). Показаны факторы ее формирования и усложнения, упрощения, установлена связь с ландшафтно-геохимической организацией элементарных водосборов и формирующимися в их пределах системообразующими латеральными потоками. В нижних звеньях катен выявлены разные варианты ландшафтного соседства, степень контрастности которого определяет возникновение в пойменных комплексах барьерных зон. Их внутренняя неоднородность зависит от набора разнотипных геохимических барьеров и их сочетания с ловушками для легкоподвижных мигрантов. По комплексу количественных показателей проведена оценка емкости биогеохимических барьеров и интенсивности вовлечения химических элементов в водные потоки и твердый сток. Зафиксирован рост потерь биогенных элементов с ионным стоком в агроландшафтах, что требует сохранения барьерных функций пойм при планировании экологического каркаса. Проведены исследования ландшафтной структуры государственного заповедника "Шайтан--Тау" (Южный Урал, Оренбургская область). Установлен диапазон геоморфологических условий, позволяющий развиваться лесной растительности в пределах низкогорного лесостепного ландшафта. Установлена тенденция сокращения площади дубовых лесов и их затрудненное восстановление после пожаров при малых размерах лесных курстин Выявлено расширение ареала осиновых сообществ. ДЛя низкогорно-=степного ландшафта "Буртинская степь" проведено исследование зависимости гидрохимических показателей во время весеннего снеготаяния от морфометрических характеристик бассейнов ипространственного соотношения видов ландшафтного покрова.

Статьи по НИР

Книги по НИР

Завершенные ранее НИР, результаты которых определяют научно-технический задел по настоящей НИР