Главная – Журналы – Поиск по журналам

На основе высокоточных астрономических эфемерид с высоким пространственным и временным разрешением рассчитана инсоляция Земли на верхней границе атмосферы для периода с 3000 г. до н. э. до 2999 г. Отличия от выполненных ранее расчетов инсоляции связаны с исходными астрономическими данными и новыми алгоритмами вычислений. В выполненных нами вычислениях инсоляции детально охватывается временной интервал протяженностью в 5999 лет и учитывается вся поверхность Земли. Земля не отождествляется со сферой, а аппроксимируется эллипсоидом. Ранее расчеты высокочастотных вариаций инсоляции выполнялись для отдельных параллелей (по пространству), а по времени - для четырех или пяти точек года (равноденствий, солнцестояний, иногда - точки с геоцентрической долготой 120°). Нами проведены вычисления инсоляции для поверхности широтных зон в 1° широты и интервалов времени, равных 1/360 продолжительности тропического года (приблизительно суткам). Выполнен корреляционный анализ суммарного баланса массы альпийских ледников (за период с 1948/1949 по 2009/2010 балансовый год) с летней и зимней инсоляцией и летней, зимней и годовой инсоляционной контрастностью Северного полушария, которая обобщенно (по областям источника и стока тепла) отражает многолетние изменения меридионального градиента инсоляции. Определено, что многолетняя изменчивость суммарного баланса массы альпийских ледников в среднем (по ледникам, охваченным балансовыми наблюдениями) на 94,3 % учитывается трендом. Тренд сокращения альпийских ледников в среднем на 90,6 % определяется годовой инсоляционной контрастностью, отражающей усиление меридионального переноса тепла, определяемого усилением меридиональной контрастности лучистой энергии (на поверхности Земли без учета атмосферы). На основе найденных тесных корреляционных связей с использованием регрессионной модели выполнен прогноз суммарного баланса массы ледников до 2050 г., который указывает на катастрофическое развитие деградации современного оледенения Альп.

Главным методом исследований современного состояния горных ледников стало использование разнообразной, разновременной космической информации. За 50 лет космических съемок накоплен большой архив изображений снежно-ледниковых систем на Земле с разным пространственным разрешением. Они вместе с ранее созданными топографическими картами, где были отображены ледники, каталогами ледников, специальными картами и атласами льда и снега дают основания для определения изменений площадей, длин, объемов, высотного положения ледников при текущем потеплении климата. В 1986 г. была создана Всемирная служба мониторинга ледников (WGMS), ведущая наблюдения за их колебаниями в разных регионах Земли. Однако количество объектов наблюдений ограничено. В глобальную наземную сеть наблюдений за ледниками включены в основном те ледники, на которых ранее проводились наземные исследования колебания фронта ледников, масс-балансовых измерений, измерений метеопараметров, скоростей течения льда, особенностей абляции. Для выявления региональных различий, разного высотного и планового местоположения, влияния многолетней мерзлоты, фонового ландшафтного окружения необходимы данные о большем количестве анализируемых ледников. Поэтому группы исследователей из Иркутска и Пекина в рамках международных проектов начали работы по изучению динамики ледников во внутриконтинентальных районах Евразии. Выбрано несколько ледников в горах юга Восточной Сибири, на Монгольском Алтае и в восточной части Тянь-Шаня. Зафиксированы современные нижние концы ледников, их высотные отметки. Определены длины и площади ледников в начале 1970-х и 2000-х гг. и в их современном состоянии. Выявлены некоторые связи динамики ледников с изменениями метеорологических параметров в последние десятилетия.

Исследована трансформация орошаемых земель в регионах России за длительный период времени. Выявлено, что с 1990 по 2018 г. площадь орошаемых земель в стране сократилась с 6,2 до 4,7 млн га. В некоторых субъектах федерации площадь орошения сократилась в 4-14 раз, в двух - увеличилась на 35-40 %. Установлено, что в 2018 г. не использовалось в сельскохозяйственном производстве 735 тыс. га орошаемых земель (16 %), в значительной степени из-за засоления и заболачивания почв, а в 1990 г. - только 3,7 %. Сделан вывод, что необходимо ускоренно вводить в оборот неиспользуемые орошаемые земли для усиления продовольственной безопасности и роста экспорта продовольствия и сельскохозяйственного сырья. Трансформация структуры орошаемых сельскохозяйственных угодий в целом по России не очень заметна, но в некоторых округах ощутима. Требуется наращивать долю кормовых культур в орошаемых севооборотах для повышения плодородия почвы, увеличения производства кормов и продукции животноводства. Показано, что в последние десятилетия в России наметилась устойчивая тенденция ухудшения мелиоративного состояния орошаемых земель. Особенно неблагоприятное положение сложилось в Северо-Западном округе. Резко увеличилась площадь, на которой требуется проведение капитальных работ для повышения технического уровня оросительных систем. Площадь фактически политых орошаемых земель поступательно снижалась с 4,9 млн га в 1990 г. до 1,4 млн га в 2016 г. В то же время стремительно развиваются системы капельного орошения, показавшие высокую эффективность. Установлено, что требуется шире развивать производство систем капельного орошения на отечественных и совместных предприятиях в российских регионах. Представлены данные о начале возрождения производства отечественной дождевальной техники, не уступающей зарубежным аналогам и значительно более дешевой.

Осуществлено прогнозное картографическое моделирование направления и скорости преобразования ландшафтно-зональной структуры региона по одному из сценариев глобальных изменений климата. Излагается методика прогнозных аналитических расчетов по алгоритму операций с климатическими нишами гео(эко)систем. Выполнено региональное картографирование очаговой и индукционной фитоценологической трансформации ландшафтов различных природных зон по термогумидному варианту регионального потепления. Показано, что зональная составляющая климатогенной трансформации геосистем представляет собой первоочередной объект регионального ландшафтно-экологического прогнозирования. На прогнозных картах доминирующей по своей роли очаговой трансформации ландшафтов показаны две динамические характеристики: 1) преобладающая тенденция перехода данного вида ландшафтов из «своей» природной зоны (подзоны) в другое зональное подразделение; 2) общая степень межзональных фитоценологических преобразований ландшафтов данного вида. Второстепенная индукционная трансформация ландшафтов, связанная с их трансграничным взаимодействием и определяющая степень сдвига ландшафтных границ, реально проявляется только для ландшафтных соседств первого порядка. Дана количественная оценка влияния «родовых барьеров», характеризующих морфогенетические контрасты природно-территориальной мозаики, на систему ландшафтно-зональных переходов. Приведены фрагменты прогнозных карт очаговой и индукционной трансформации видов ландшафтов Волжского бассейна. Описаны фитоценотические преобразования ландшафтов на прогнозные сроки 2050, 2075 и 2100 гг. В западном секторе бассейна прогнозируется массовая трансгрессия бореальной растительности в подзону широколиственных лесов и даже в среднюю лесостепь. В восточном, предуральском секторе, напротив, ожидается внедрение широколиственно-лесных и лесостепных сообществ в бореальную зону.

Выполнены экспериментальные исследования кислотно-щелочных показателей (рН) и биохимической активности почв (БАП) индустриального города Усть-Илимска в условиях Восточной Сибири. Впервые представлено картографическое отображение распределения значений интегральных показателей почв города. Подчеркнута значимость метода картографирования городских почв, испытывающих влияние урбанизации. Исследование проводилось с помощью экспресс-метода определения биохимической активности почв. Кроме этого показателя, выявлены щелочно-кислотные условия почв. Изучением были охвачены основные функциональные зоны двух частей Усть-Илимска - Старого (левобережье) и Нового (правобережье) города. Выявлено широкое распространение нейтральных и слабощелочных почв. Показатели рН колеблются от 7,4 до 7,8, в контрольных почвах - в интервале 6,3-6,9. Значительную площадь Усть-Илимска (43,9 %) занимают слабощелочные почвы. Уровень биохимической активности почв позволил отнести их к активным и очень активным. На долю очень активных почв приходится 32,9 % общей территории города, что свидетельствует о тенденции к экологическому регрессу - к потере почвой биогенного элемента - азота. Выявлены тренды слабой и средней, но положительной зависимости биохимической активности почв от рН. Коэффициенты аппроксимации положительные и варьируют, в зависимости от зон города, от 0,2 до 0,5. Показано абсолютное и относительное распределение площадей со значениями pH и БАП. Сравнительный анализ данных позволил выявить отличие почв Усть-Илимска от почв других городов Приангарья.

Исследованы экологические последствия крупного оползня, впервые произошедшего в зимний период (декабрь 2018 г.) на Бурейском водохранилище и крупнейшего в России за последнее десятилетие. Обсуждаются результаты исследования токсичных органических веществ в воде и наледях в зоне влияния сошедшего оползня и после прорыва плотины из горных пород. Проведен сравнительный анализ изменения качественного состава ароматических соединений методом газовой хроматографии в воде вокруг тела оползня до и после взрывов, в созданном искусственном канале. Среди доминирующих компонентов в воде обнаружен ряд токсичных веществ, включая метанол и метилированные производные бензола, концентрация которых увеличивалась после дренажа воды сквозь тело оползня. Выявлено, что многие из летучих органических веществ имели природное происхождение и могли содержаться в поровом пространстве горных пород. После взрывных работ отмечено увеличение содержания гексана и изопропилбензола в воде искусственного канала. Установлено, что на состав летучих органических веществ в большей степени повлияло измельчение горных пород как после непосредственного схода оползня, так и после проведения взрывных работ. Экологический риск для экосистемы водохранилища связан с образованием ароматических соединений в результате различных биогеохимических процессов, происходящих в поровом пространстве при обводнении горных пород, при их оттаивании/замерзании, трансформации растительных остатков и продуктов детонации взрывчатых веществ.

На основе анализа батиметрических материалов, полученных в разные годы c помощью высокоточной геофизической аппаратуры с использованием многолучевых эхолотов, рассмотрены главные особенности донного рельефа Южной, Средней и Северной котловин Байкальской впадины. Установлено, что на подводном склоне всех котловин хорошо развиты грядово-овражные формы и долины каньонов. Максимальной зрелости достигают долины каньонов Средней и Южной котловин ввиду более длительной истории их развития. Долины каньонов здесь сильноизвилистые, что связано с особенностями подстилающего субстрата и с разломной тектоникой. Каньоны западного борта Байкальской впадины преимущественно тектогенные по происхождению, имеют небольшую протяженность, значительную крутизну продольного профиля, их долины в основном прямолинейные. Подводный склон вдоль восточного берега Северной котловины и ее абиссальная поверхность осложнены набором ледниковых форм рельефа - моренными валами и конусами выноса, сформированными турбидитными потоками в периоды межледниковий. На берегу их продолжением являются весьма протяженные валы боковых и стадиальных морен. Тектогенные уступы широко распространены в нижних частях подводных склонов, и они, как правило, параллельны береговой линии. Установлено, что весьма характерной формой рельефа склонов Южной котловины являются плосковыпуклые поверхности авандельт, которые иногда достигают абиссальной поверхности озера. Многочисленные выходы миоцен-плиоценовых лимнических осадков на восточном побережье Средней котловины, характер их пространственного расположения позволили предположить, что осадочные толщи подводного склона этой котловины и наземные, возраст которых миоцен-плиоценовый, могут быть одновозрастными и генетически однородными. Аналогичные отложения танхойского поля южного берега впадины также далеко распространяются в акваторию озера, что дает право подтвердить существующие точки зрения о сходной истории развития Южной и Средней котловин.

Для анализа рекреационной освоенности побережья оз. Байкал составлена карта современной ландшафтной структуры на ключевой участок (голоустненское побережье), с помощью которой выявлены основные факторы природной привлекательности для развития туристической отрасли. С учетом экономико-географических особенностей региона и его ландшафтно-рекреационного потенциала определены исторически сформированные и предпочтительные здесь виды отдыха. Выявлены основные виды рекреационных мероприятий, оказывающих наибольшее негативное влияние на функционирование ландшафтных комплексов района исследований. Отмечено, что активизация неблагоприятных явлений преимущественно обусловлена низким уровнем экологической культуры отдыхающих. Наряду с этим риск возникновения кризисных ситуаций связан не только с туристами, но и с эксплуатацией объектов рекреационной инфраструктуры. Геоизображения, полученные после обработки снимков, сделанных с помощью беспилотного летательного аппарата, позволили выявить очаги наибольшей экологической напряженности, а также представить количественные параметры, характеризующие масштабы негативного влияния. Учитывая высокую степень чувствительности ландшафтных комплексов к антропогенному влиянию, предложены к реализации виды отдыха экотуристической направленности, способные не только снизить нагрузку со стороны рекреационной деятельности, но и повысить уровень экологической нравственности. Представлены примеры уже существующих на голоустненском побережье оз. Байкал рекреационных объектов и способов их эксплуатации, гарантирующих экологическую стабильность, необходимую в реализации мероприятий, направленных на устойчивое развитие Байкальской территории.

Исследована дифференциация элементов по фазовому составу природных вод, достоверно характеризующая геоэкологическую ситуацию в бассейне р. Унжи (левый приток Волги), базипетальность почвенно-геохимических процессов и связанных с ними потоков вещества и энергии в почвах и ландшафтах. Исследования проведены на ключевых участках ландшафтов в среднем и нижнем течении речной долины (заложено 35 почвенных разрезов). Установлено, что природные воды бассейна Унжи представляют собой сложную многокомпонентную систему, ионный состав вод и реакция среды которой варьируют в широких пределах в зависимости от их литогенной составляющей и категории вод. Миграция Fe, Mn, Zn и Cu в почвенно-грунтовых водах бассейна Унжи осуществляется преимущественно во взвешенном материале, а в водах ручьев, рек и колодцев - в растворенной фазе. Выявлено, что в водах ручьев и рек общее количество взвешенного материала меньше, чем в почвенно-грунтовых водах, поэтому его роль в переносе Fe, Mn, Zn и Cu соответственно уменьшается. Миграция данных элементов возрастает в составе растворимых гумусовых кислот, преимущественно фульвокислот. Роль растворенных гумусовых кислот, главным образом фульвокислот, в переносе Fe составляет в среднем 28 %, Mn - 10, Zn - 41,9, Cu - 33,7 %. В богатых органическим веществом водах болот, наряду с фульвокислотами, усиливается роль гуминовых кислот в выносе данных элементов. В водах Унжи, ее притоков и ручьев коэффициент водной миграции К_хFe = 0,4, что на порядок выше соответствующей величины по классификации Перельмана. В почвенно-грунтовых водах миграция Fe еще больше возрастает: К_хFe = 0,5. По интенсивности водной миграции в ландшафтах бассейна Унжи элементы располагаются в следующей убывающей последовательности: Zn ≥ Cu ≥ Mn ≥ Fe. Заметное усиление подвижности элeментов происходит в кислой среде вод болот (pH 3,7-4,1), богатых растворенным органическим веществом.