Диагностика и характер проявления гидроморфного засоления ландшафта «Варницы» (г. Ростов Великий, Ярославская обл.): опыт и методология применения электрофизического подхода

  • Юлия Владимировна Симонова Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9
  • Алексей Валентинович Русаков Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9 https://orcid.org/0000-0002-1351-9050
  • Александр Георгиевич Рюмин Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9 https://orcid.org/0000-0001-5394-4361
  • Владимир Ростиславович Беляев Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, 1 https://orcid.org/0000-0002-4326-9072

Аннотация

В задачи исследования входило выяснение возможности применять показатель удельного электрического сопротивления (УЭС), чтобы оценить засоление почв, формирующихся под влиянием комплекса факторов и процессов, характерных для гумидных ландшафтов центра Русской равнины. В условиях фреатического засоления к таким процессам относятся переувлажнение, накопление и консервация органического вещества, осаждение карбонатов и гипса. Исследование почвенных разрезов на территории памятника природы «Соляной источник “Варницы”» по показателю истинного УЭС (ERи) проводилось параллельно с химическим анализом основных макрокомпонентов водной вытяжки почвы, подземных и грунтово-дренажных вод на участке исследования. Пробы почвы из двух разрезов на участке исследования и воды отбирались в течение пяти сезонов 2016-2017 гг. В дальнейшем проводился корреляционный анализ результатов измерений ER и с суммой и содержанием отдельных ионов, в ходе которого обнаружилась тесная связь значений ER и с суммарным содержанием солей в почве, концентрацией кальция и сульфатов. В то же время сезонные изменения этого показателя обусловлены изменением концентраций натрия и хлоридов. Показатель ER и, измеренный в грунтово-дренажных и подземных водах участка исследования, более чувствительно по сравнению с почвой реагирует на изменение общей минерализации, а также концентраций отдельных ионов в течение годового гидрологического цикла, т. е. проявляется более тесная корреляция между ER и и этими переменными. Геопространственная вариабельность засоленности и ареал засоления определялись путем электрофизических измерений по методу горизонтального электрического профилирования на площади участка, предварительно покрытой детальной геодезической съемкой. На примере гидроморфного Варницкого участка гумидной зоны показано, что по сравнению с другими факторами именно засоленность (при высокой степени последней) играет решающую роль в формировании значений УЭС почвы. Электрофизические параметры могут быть достоверными индикаторами в мониторинговых исследованиях ландшафтного засоления.

Ключевые слова:

Варницы, оз. Неро, солевая съёмка, удельное электрическое сопротивление, горизонтальное электрическое профилирование, почва, гумидный климат

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.
 

Литература

Литература

Вашукевич Н. В., Гюлалыев Ч. Г., Куклина С. Л., 2017. Диагностика почв зоны экологического мониторинга озера Байкал с использованием электрофизического метода. Аграрный вестник Урала 156, 14–19.

Кондрашкин, Б. Е., Поздняков, А. И., Самсонова, В. П., Кондрашкина, М. И., 2011. Оценка зависимости удельного электрического сопротивления от базисных свойств агросерых почв Брянского ополья. Вестник Моск. ун-та. Серия 17: Почвоведение (2), 36–39.

Кошелев, А. А., Щербаков, С. И., Елизаров, Ю. Е., 2012. Картографирование почв полей методом электрического зондирования. Нива Поволжья 4, 51–57.

Манштейн, А. К., 2002. Малоглубинная геофизика. Изд-во Новосибирск. ун-та Новосибирск.

Новский, В. А., 1975. Плейстоцен Ярославского Поволжья. Наука, Москва.

Поздняков, А. И., 2009. Электрофизические методы исследования почв, методическое пособие. Москва.

Поздняков, А. И., Елисеев, П. И., Русаков, А. В., 2012. Электрическое сопротивление как возможный показатель окультуренности пахотных супесчаных почв гумидной зоны. Вестник Моск. ун-та. Серия 17. Почвоведение 2, 54–60.

Рохмистров, В. Л., 1968. Подземные воды Ярославского района. Краеведение. Ученые записки ЯГПИ 71, 73-92.

Субботина, М. Г., Хорхе, Б. С., 2013. Об электропроводности почв в современных исследованиях. Пермский аграрный вестник 3(3), 28–33.

Gunn, D. A., Chambers, J. E., Uhlemann, S., Wilkinson, P. B., Meldrum, P. I., Dijkstra, T. A., Haslam, E., Kirkham, M., Wragg, J., Holyoake, S., Hughes, P. N., Hen-Jones, R., Glendinning S., 2015. Moisture monitoring in clay embankments using electrical resistivity tomography. Construction and Building Materials 92, 82–94. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.007

McCarter, W. J., 1984. The electrical resistivity characteristics of compacted clays. Geotechnique 34(2), 263–267.

Pozdnyakov, A. I., 2008a. Electrical parameters of soils and pedogenesis. Eurasian Soil Science 41(10),1050-1058. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229308100062

Pozdnyakov, L. A., 2008b. Estimation of the biological activity of peat soils from the specific electrical resistance. Eurasian Soil Science 41(10), 1077–1082. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229308100098

Pozdnyakov, A. I., Pozdnyakova, L. A., Karpachevskii, L. O., 2006. Relationship between water tension and electrical resistivity in soils. Eurasian Soil Science 39(1), 78–83. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229306130138

Samouelian, A., Cousin, I., Tabbagh, A., Bruand, A., Richard, G., 2005. Electrical resistivity survey in soil science: a review. Soil and Tillage research 83(2), 173–193. URL: https://doi.org/10.1016/j.still.2004.10.004

Smernikov, S. A., Pozdnyakov, A. I., Shein, E. V., 2008. Assessment of soil flooding in cities by electrophysical methods. Eurasian Soil Science 41(10), 1059–1065. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229308100074

Soil salinity assessment: Methods and interpretation of electrical conductivity measurements, 1999. FAO Irrigation and Drainage Paper 57. FAO, Rome. URL: http://www.fao.org/docrep/019/x2002e/x2002e.pdf (дата обращения: 25.01.2019).

Soil Survey Field and Laboratory Methods Manual, 2014. Soil Survey Investigations Report 51(2). URL: https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb1244466.pdf (дата обращения: 25.01.2019).

Status of the World’s Soil Resources (SWSR). Main Report, 2015. Food and Agriculture Organization of the United Nations and Intergovernmental Technical Panel on Soils, Rome.

Yeh, T. C. J., Liu, S., Glass, R. J., Baker, K., Brainard, J. R., Alumbaugh, D., LaBrecque, D., 2002. A geostatistically based inverse model for electrical resistivity surveys and its applications to vadose zone hydrology, Water Resources Research 38(12), 14–1–14-13. URL: https://doi.org/10.1029/2001WR001204


References

Gunn, D. A., Chambers, J. E., Uhlemann, S., Wilkinson, P. B., Meldrum, P. I., Dijkstra, T. A., Haslam, E.,Kirkham, M., Wragg, J., Holyoake, S., Hughes, P. N., Hen-Jones, R., Glendinning S., 2015. Moisture monitoring in clay embankments using electrical resistivity tomography. Construction and Building Materials 92, 82–94. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.007.

Kondrashkin, B. E., Pozdnyakov, A. I., Samsonova, V. P., Kondrashkina, M. I., 2011. Otsenka zavisimosti udel’nogo elektricheskogo soprotivleniia ot bazisnykh svoistv agroserykh pochv Brianskogo opol’ia [Electrical resistivity of arable grey forest soils at Bryansk Opol’e region]. Vestnik Mosk. un-ta. Seriia 17. Pochvovedenie [Vestnik of Moscow University. Series 17. Soil Science] (2), 36–39. (In Russian)

Koshelev, A. A., Shcherbakov, S. I., Elizarov, Yu. E., 2012. Kartografirovanie pochv polei metodom elektricheskogo zondirovaniia [Mapping of soil fields by the method of electrical sounding]. Niva Povolzh’ia 4, 51–57. (In Russian)

Manshtejn, A. K., 2002. Maloglubinnaia geofizika [Shallow geophysics]. Izd. Novosibirsk. un-ta, Novosibirsk. (In Russian)

McCarter, W. J., 1984. The electrical resistivity characteristics of compacted clays. Geotechnique 34(2), 263–267.

Novskij, V. A., 1975. Pleistotsen Iaroslavskogo Povolzh’ia [Pleistocene in the Upper Volga region]. Nauka, Moscow. (In Russian)

Pozdnyakov, A. I., 2008a. Electrical parameters of soils and pedogenesis. Eurasian Soil Science 41(10), 1050?1058. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229308100062

Pozdnyakov A. I., 2009. Elektrofizicheskie metody issledovaniia pochv [Electrophysical methods of soil investigation]. Izd-vo Mosk. un-ta, Moscow. (In Russian)

Pozdnyakov, A. I., Eliseev, P. I., Rusakov, A. V., 2012. Elektricheskoe soprotivlenie kak vozmozhnyi pokazatel’ okul’turennosti pakhotnykh supeschanykh pochv gumidnoi zony [Electrical resistivity as a possible index of cultivation of arable sandy loamy soils of the humid zone]. Vestnik Mosk. un-ta (Seriia Pochvovedenie) [Vestnik of Moscow University (Series Soil Science)] 2, 54–60. (In Russian)

Pozdnyakov, A. I., Pozdnyakova, L. A., Karpachevskii, L. O., 2006. Relationship between water tension and electrical resistivity in soils. Eurasian Soil Science 39(1), 78–83. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229306130138

Pozdnyakov, L. A., 2008b. Estimation of the biological activity of peat soils from the specific electrical resistance. Eurasian Soil Science 41(10), 1077–1082. https://doi.org/10.1134/S1064229308100098

Rohmistrov, V. L., 1968. Podzemnye vody Iaroslavskogo raiona. [Subsurface waters of the Yaroslavl region].Kraevedenie. Uchenye zapiski IaGPI [Scientific notes of YAGPI] 71, 73?92. (In Russian)

Samouelian, A., Cousin, I., Tabbagh, A., Bruand, A., Richard, G., 2005. Electrical resistivity survey in soil science: a review. Soil and Tillage research 83(2), 173–193. URL: https://doi.org/10.1016/j.still.2004.10.004

Smernikov, S. A., Pozdnyakov, A. I., Shein, E. V., 2008. Assessment of soil flooding in cities by electrophysical methods. Eurasian Soil Science 41(10), 1059–1065. URL: https://doi.org/10.1134/S1064229308100074

Soil salinity assessment: Methods and interpretation of electrical conductivity measurements, 1999. FAO Irrigation and Drainage Paper 57. FAO, Rome. URL: http://www.fao.org/docrep/019/x2002e/x2002e.pdf (date accessed: 25.01.2019).

Soil Survey Field and Laboratory Methods Manual, 2014. Soil Survey Investigations Report 51(2). URL: https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb1244466.pdf (date accessed: 25.01.2019).

Status of the World’s Soil Resources (SWSR). Main Report, 2015. Food and Agriculture Organization of the United Nations and Intergovernmental Technical Panel on Soils, Rome.

Subbotina, M. G., Horhe, B. S., 2013. Ob elektroprovodnosti pochv v sovremennykh issledovaniiakh. [Soil electroconductivity in current research]. Permskii agrarnyi vestnik [Perm Agrarian Journal] 3(3), 28–33. (In Russian)

Vashukevich N. V., Gyulalyev Ch. G., Kuklina S. L., 2017. Diagnostika pochv zony ekologicheskogo monitoringa ozera Baikal s ispol’zovaniem elektrofizicheskogo metoda. [Electrophysical method in the soils diagnosis of the Lake Baikal environmental monitoring zone]. Agrarnyi vestnik Urala [Ural Agrarian Journal] 156, 14–19. (In Russian)

Yeh, T. C. J., Liu, S., Glass, R. J., Baker, K., Brainard, J. R., Alumbaugh, D., LaBrecque, D., 2002. A geostatistically based inverse model for electrical resistivity surveys and its applications to vadose zone hydrology, Water Resources Research 38(12), 14-1–14-13. URL: https://doi.org/10.1029/2001WR001204

Опубликован
2019-05-19
Как цитировать
Симонова, Ю. В., Русаков, А. В., Рюмин, А. Г., & Беляев, В. Р. (2019). Диагностика и характер проявления гидроморфного засоления ландшафта «Варницы» (г. Ростов Великий, Ярославская обл.): опыт и методология применения электрофизического подхода. Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 64(1), 81-99. https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.105
Раздел
Статьи