| 1 |
1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. |
Факторы и темпы латеральной миграции твердофазных продуктов почвообразования и ее влияние на состояние почвенного покрова (метод магнитного трассера) |
| Результаты этапа: Проведено полевое изучение почвенного покрова и получены данные лабораторных исследований образцов почв, собранных в пределах выбранных территорий центра Восточно-Европейской равнины и Среднего Запада США. Для ключевых участков в
Тульской, Курской, Калужской областях установлены тренды в изменении химических и морфологических свойств почв (содержание гумуса, тяжелых металлов, полициклических ароматических углеводородов, гранулометрический состав и др.) в связи с характеристиками латеральной миграции твердофазных продуктов почвообразования, полученными с помощью метода магнитного трассера (сферические магнитные частицы – СМЧ). На составленных картах показаны уровни соответствия между ареалами различной гумусности почв и расположением зон смыва и намыва вещества. В пределах исследованных почвенных катен для всех опробованных слоев почв прослеживается определённое сходство в распределении запасов СМЧ и гумуса: локальные минимумы и максимумы коррелируют друг с другом. Степень их совпадения определяется конкретными факторами миграции почвенного вещества и особенностями почв. Установлено, что на территории с доминированием черноземов и серых лесных почв распределение содержаний Сo, Mn, Zr, Mo и, в меньшей степени, Zn, Pb, Cu – контролируют песчаные (главным образом, мелкий песок) и крупно пылеватые фракции, более активно участвующие в механической миграции, чем тонкие фракции. Корреляционные связи содержаний Ni, Cr, Ti, Fe с различными гранулометрическими фракциями и интенсивностью массопереноса не установлены. Распределение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в почвенном покрове свидетельствует о влиянии процессов механической миграции на концентрацию этих поллютантов в почвах. Максимальные значения концентрации полиаренов приходятся на области аккумуляции вещества, выявленные методом магнитного трассера.
К 2013 году были получены новые аналитические данные по ранее изучавшемуся в полевом плане участку Ноксвил (Knoxwill) в США (северо-западная часть штата Иллинойс), которые позволили выделить определенные хронологические периоды по интенсивности и скорости миграции твердофазного вещества почв на основе сопоставления результатов ее количественной оценки методами магнитного (СМЧ) и радиоактивного (цезий-137) трассеров. Расчеты показали, что в пределах изученной территории на всех элементах рельефа скорость механической миграции твердофазного вещества почв в последний 50-летний период превосходила в 2-5 раз таковую в период 1910-1960-ых г.г. Кроме того в 2013 году была завершена работа, проводившаяся на территории Центра сельскохозяйственных исследований Иллинойского университета США, в результате которой была получена количественная оценка проявлений механической миграции вещества почв в пределах регулярных почвенных комбинаций с малыми относительными превышениями. Полученные данные имеют важное значение для развития метода магнитного трассера, а также для разработки теоретических представлений о латеральной миграции твердофазных продуктов почвообразования. В процессе работ над проектом усовершенствована методика количественного анализа содержания магнитных сферул в почвенной массе и метод магнитного трассера в целом за счет улучшения способа сепарации магнитной фракции из почвенного вещества, освоения нового микроскопного оборудования (Carl Zeiss Axioscope 40), оптимизации программного обеспечения, используемого при работе с микроскопом. |
| 2 |
1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. |
Факторы и темпы латеральной миграции твердофазных продуктов почвообразования и ее влияние на состояние почвенного покрова (метод магнитного трассера) |
| Результаты этапа: В 2014 в рамках проекта проведен запланированный комплекс работ.
1. В камеральных условиях ключевые участки в России и США (в Пермском крае и Тульской области, штате Иллинойс) охарактеризованы в плане особенностей рельефа и землепользования. Для участка Диксон Спрингc в штате (Иллинойс) по топографическим картам выделены ориентировочные зоны рассеяния и аккумуляции твердофазных продуктов почвообразования.
2. Получены данные об особенностях состава и строения магнитных сферул с помощью метода сканирующей электронной микроскопии. Уточнена методика диагностики и учета в лаборатории содержаний сферических магнитных частиц (СМЧ) для высококарбонатных и высокогумусных почв (черноземов и почв карстовых воронок).
3. В полевых условиях опробованы почвы на ключевом участке в США (Диксон Спрингс). При этом применялся метод катен-трансект, охватывающих основные структурные элементы ландшафтно-геохимической арены и предполагаемые зоны рассеяния и концентрации твердофазных продуктов почвообразования.
4. Выполнен очередной этап аналитических и интерпретационных работ по блоку исследования почв в Тульской области и в штате Южная Дакота. Получена часть аналитических данных по участкам Камаи-Кунгур в Пермском крае и Диксон Спрингс, характеризующих объемы и скорости латеральной твердофазной миграции почвенного вещества (метод магнитного трассера) и их связь со строением почв.
5. В рамках проекта в 2014 году руководителем работ были проведены семинары по теме и материалам проекта «Воздействие изменений в землепользовании на эрозию почв и гумусонакопление» и «Оценка эрозии почв методом магнитного трассера» в двух университетах США – Университете Джорджа Мэйсона (г. Фэрфакс, Вирджиния) и Университете штата Огайо (г. Коламбус). В период пребывания в Огайо были изучены современные методы и новейшие подходы к исследованию латерального твердофазного переноса вещества почв, в том числе приемы моделирования этого процесса, в Центре по изучению регулирования и накопления углерода (Carbon Management and Sequestration Center), на Северо-Аппалачской экспериментальной станции по исследованию водосборов (North Appalachian Experimental Watershed) в г. Кошоктон и в Огайском центре сельскохозяйственных исследований и развития (Ohio Agricultural Research and Development Center) в г. Вустер. |
| 3 |
1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. |
Факторы и темпы латеральной миграции твердофазных продуктов почвообразования и ее влияние на состояние почвенного покрова (метод магнитного трассера) |
| Результаты этапа: 1. Получены дополнительные фондовые материалы по ключевым участкам в России и США, включая картографические данные, для характеристики склонов и потенциальной подверженности почв эрозионно-аккумулятивным процессам, а также уточнения истории землепользования.
2. Усовершенствовано программное обеспечение, необходимое для распознавания сферических магнитных частиц как трассеров массопереноса при микроскопическом исследовании почвенных образцов.
3. Осуществлен завершающий этап полевых и аналитических работ на ключевых участках в Тульской и Курской областях, в штатах Иллинойс, Висконсин и Айова. Охарактеризованы основные структурные элементы водосборных бассейнов с точки зрения развития в их пределах зон рассеяния и концентрации твердофазных продуктов почвообразования.
4. Выявлены и статистически подтверждены связи между объемами и скоростями латеральной твердофазной миграции вещества почв (метод магнитного трассера) и содержанием органического углерода и общего азота в почвах, их физико-химическими свойствами, строением гумусовых горизонтов. Произведен расчет параметров латеральной миграции твердофазных продуктов почвообразования в почвах различных ландшафтно-геохимических позиций. Произведена оценка факторов проявления латеральной миграции вещества почв.
5. Проведено сопоставление миграционной структуры ландшафтно-гоехимических арен в зональном аспекте на основе использования метода магнитного трассера. Охарактеризованы антропогенно-модифицированные состояния почвенного покрова по особенностям эродированности почв в элювиальных, транзитных и аккумулятивных ландшафтах
|
