Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)НИР

Anthropogenic transformation of Arctic Landscapes for the last 100 years

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 28 мая 2018 г.-31 декабря 2018 г. Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)
Результаты этапа: Выполнены сбор и анализ опубликованной и фондовой литературы, дешифрирования аэро-фото и космических снимков и собственной полевой информации (как собранной в предыдущие годы, так и полученной в ходе выполнения проекта) о распространении антропогенного рельефа, составляя массив данных в табличной форме; Выбраны ключевые участки для полевых обследований в разных геоморфологических условиях (предположительно, Кольский полуостров, Западная Сибирь, окрестности Норильска, несколько участков арктической Якутии и Чукотки); Составлены предварительные карты антропогенного рельефа на ключевые участки; Выполнены полевые обследования нескольких ключевых участков арктического побережья, намеченных предварительно; Проведены сбор и систематизация архивных материалов для установления основных временных рамок формирования, развития и исчезновения антропогенного рельефа как на выбранных участках, так и для всей территории; Разработаны технические средства отображения полученных материалов в ГИС. Собрана гидрометеорологическая информация за период инструментальных наблюдений на станциях вблизи ключевых участках.
2 1 января 2019 г.-27 мая 2019 г. Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)
Результаты этапа: В соответствии с запланированными видами и объемами работ в течение первого года работ по проекту были выполнены как камеральные, так и экспедиционные исследования. Коллективом исполнителей гранта в течение отчетного периода (первый год работ) выполнены следующие работы: - проведен сбор и анализ опубликованной и фондовой литературы по тематике проекта (результаты представлены в разделе 2 настоящего отчета и Приложении 2); - на основании результатов систематизации архивных и опубликованных материалов установлены основные временные рамки формирования, развития и исчезновения антропогенного рельефа как на выбранных ключевых участках, так и для всей территории Арктической зоны Российской федерации в целом (результаты представлены в разделе 2 настоящего отчета и Приложении 3); - разработаны принципы картографирования антропогенного рельефа в разном масштабе, отраженные в серии легенд к впервые составленным геоморфологическим картам разного масштаба (от 1:15 000 000 до 1:5 000) (результаты представлены в разделе 4 настоящего отчета и Приложениях 4-9); - впервые составлены мелкомасштабная (1:15 000 000) карта типов антропогенного освоения (на основе результатов кластерного анализа распределения антропогенных объектов в Арктике), мелкомасштабная (1:15 000 000) карта типов антропогенного воздействия на рельеф, а также мелкомасштабная (1:15 000 000) карта степени трансформации процессов рельефообразования в результате антропогенного воздействия. Карты составлены с использованием ГИС (QuantumGIS), охватывают всю территорию Арктической зоны России и дополнены краткими пояснительными записками (результаты представлены в разделе 4 настоящего отчета и Приложении 4); - на основании анализа разработанных мелкомасштабных карт и литературных данных выбраны ключевые участки в разных геоморфологических условиях и с разным типом антропогенного воздействия для дальнейшего проведения экспедиционных исследований в 2018 году (Хибины, Летний и Зимний берега Белого моря, окрестности Норильска, Чупинский горный район, Чукотский район в районе залива Лаврентия, район бухты Провидения, Анадырь и окрестности); - для ключевых участков выполнено дешифрирование аэрофотоснимков и космических снимков за разные годы, а также, при наличии, анализ собственной полевой информации (собранной в предыдущие годы) о распространении антропогенного рельефа; - проведены экспедиционные исследования на восьми ключевых участках с целью изучения антропогенного рельефа (включая сбор данных о его истории) и трансформации естественного рельефа в результате антропогенного воздействия (Хибины, Летний и Зимний берега Белого моря, окрестности Норильска, Чупинский горный район, Чукотский район в районе залива Лаврентия, район бухты Провидения, Анадырь и др.). Работы включали геоморфологическое описание и картографирование, фотофиксацию рельефа и проявлений геоморфологических процессов; съемку местности с использованием беспилотного летательного аппарата для дальнейшего создание цифровых моделей и различных схем, при необходимости проводилось описание геологических обнажений, отбор проб горных пород; - для бόльшей части изученных ключевых участков (Чупинский горный район, Западные Хибины, Пертоминск, окрестности Норильска, Анадырь) впервые составлены средне- и крупномасштабные геоморфологические карты (карты антропогенного рельефа, трансформации процессов рельефообразования и др.), легенды которых разрабатывались предварительно по единому общему принципу. Масштаб составленных карт составляет от 1:5 000 до 1:800 000. По всем обследованным участкам составлены схемы периодизации формирования антропогенного рельефа и трансформации природной среды под антропогенным воздействием, а также краткие пояснительные записки с описанием выявленных закономерностей и особенностей развития антропогенного рельефа и трансформации природной среды в результате антропогенного воздействия (результаты представлены в разделе 5 настоящего отчета и Приложениях 5-9); - выполнен сбор и систематизация гидрометеорологической информации за период инструментальных наблюдений на станциях вблизи ключевых участков. Получены первые выводы о многолетнем режиме и общем тренде изменений климатических параметров в Арктической зоне России (результаты представлены в разделе 3 настоящего отчета и Приложении 3); - исполнители работ по проекту приняли участие в научных мероприятиях по тематике проекта – российских и международных, с целью знакомства научной общественности с некоторыми результатами выполненных в рамках проекта работ. В ходе экспедиционных выездов выполнялась работа в архивах и фондах северных городов и прочих населенных пунктов (Архангельск, Мурманск, Ухта, Воркута, Норильск, Анадырь, Провидения) для сбора фондовых и архивных материалов.
3 28 мая 2019 г.-31 декабря 2019 г. Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)
Результаты этапа: В соответствии с запланированными видами и объемами работ в течение первого года работ по проекту были выполнены как камеральные, так и экспедиционные исследования. Коллективом исполнителей гранта в течение отчетного периода (первый год работ) выполнены следующие работы: - проведен сбор и анализ опубликованной и фондовой литературы по тематике проекта (результаты представлены в разделе 2 настоящего отчета и Приложении 2); - на основании результатов систематизации архивных и опубликованных материалов установлены основные временные рамки формирования, развития и исчезновения антропогенного рельефа как на выбранных ключевых участках, так и для всей территории Арктической зоны Российской федерации в целом (результаты представлены в разделе 2 настоящего отчета и Приложении 3); - разработаны принципы картографирования антропогенного рельефа в разном масштабе, отраженные в серии легенд к впервые составленным геоморфологическим картам разного масштаба (от 1:15 000 000 до 1:5 000) (результаты представлены в разделе 4 настоящего отчета и Приложениях 4-9); - впервые составлены мелкомасштабная (1:15 000 000) карта типов антропогенного освоения (на основе результатов кластерного анализа распределения антропогенных объектов в Арктике), мелкомасштабная (1:15 000 000) карта типов антропогенного воздействия на рельеф, а также мелкомасштабная (1:15 000 000) карта степени трансформации процессов рельефообразования в результате антропогенного воздействия. Карты составлены с использованием ГИС (QuantumGIS), охватывают всю территорию Арктической зоны России и дополнены краткими пояснительными записками (результаты представлены в разделе 4 настоящего отчета и Приложении 4); - на основании анализа разработанных мелкомасштабных карт и литературных данных выбраны ключевые участки в разных геоморфологических условиях и с разным типом антропогенного воздействия для дальнейшего проведения экспедиционных исследований в 2018 году (Хибины, Летний и Зимний берега Белого моря, окрестности Норильска, Чупинский горный район, Чукотский район в районе залива Лаврентия, район бухты Провидения, Анадырь и окрестности); - для ключевых участков выполнено дешифрирование аэрофотоснимков и космических снимков за разные годы, а также, при наличии, анализ собственной полевой информации (собранной в предыдущие годы) о распространении антропогенного рельефа; - проведены экспедиционные исследования на восьми ключевых участках с целью изучения антропогенного рельефа (включая сбор данных о его истории) и трансформации естественного рельефа в результате антропогенного воздействия (Хибины, Летний и Зимний берега Белого моря, окрестности Норильска, Чупинский горный район, Чукотский район в районе залива Лаврентия, район бухты Провидения, Анадырь и др.). Работы включали геоморфологическое описание и картографирование, фотофиксацию рельефа и проявлений геоморфологических процессов; съемку местности с использованием беспилотного летательного аппарата для дальнейшего создание цифровых моделей и различных схем, при необходимости проводилось описание геологических обнажений, отбор проб горных пород; - для бόльшей части изученных ключевых участков (Чупинский горный район, Западные Хибины, Пертоминск, окрестности Норильска, Анадырь) впервые составлены средне- и крупномасштабные геоморфологические карты (карты антропогенного рельефа, трансформации процессов рельефообразования и др.), легенды которых разрабатывались предварительно по единому общему принципу. Масштаб составленных карт составляет от 1:5 000 до 1:800 000. По всем обследованным участкам составлены схемы периодизации формирования антропогенного рельефа и трансформации природной среды под антропогенным воздействием, а также краткие пояснительные записки с описанием выявленных закономерностей и особенностей развития антропогенного рельефа и трансформации природной среды в результате антропогенного воздействия (результаты представлены в разделе 5 настоящего отчета и Приложениях 5-9); - выполнен сбор и систематизация гидрометеорологической информации за период инструментальных наблюдений на станциях вблизи ключевых участков. Получены первые выводы о многолетнем режиме и общем тренде изменений климатических параметров в Арктической зоне России (результаты представлены в разделе 3 настоящего отчета и Приложении 3); - исполнители работ по проекту приняли участие в научных мероприятиях по тематике проекта – российских и международных, с целью знакомства научной общественности с некоторыми результатами выполненных в рамках проекта работ. В ходе экспедиционных выездов выполнялась работа в архивах и фондах северных городов и прочих населенных пунктов (Архангельск, Мурманск, Ухта, Воркута, Норильск, Анадырь, Провидения) для сбора фондовых и архивных материалов.
4 1 января 2020 г.-27 мая 2020 г. Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)
Результаты этапа: В соответствии с целями, поставленными во второй год реализации проекта коллективом участников выполнены камеральные и экспедиционные исследования, основные результаты и выводы таковы : 1) Исследования в мелком масштабе, начатые в прошлом году, продолжены. Для всех выявленных и оконтуренных объектов и участков воздействия путем работы в архивах, фондах и с опубликованной литературой установлено время создания и период эксплуатации. Эти данные занесены в разработанные авторами и подготовленные к патентованию две базы данных: «Этапы формирования антропогенного рельефа Российской Арктики» (база №1) и «Антропогенная трансформация береговой зоны морей Российской Арктики» (база №2). Карты составлены для шести временных срезов (этапов), выделенных в первом году реализации проекта : 1) Дореволюционный этап (до 1918 г.), 2) Комсеверопутский этап (1919-1932 гг.), 3) Главсевморпутский этап (1933-1964 гг.), 4) Ведомственный этап (1965-1987 гг.), 5) Этап смены хозяйственного уклада (1988 – 2000 гг.) и 6) XXI в. (современный этап) (после 2001 г.). Все установленные ранее участки антропогенного воздействия были разделены на преимущественно локальные (исходя из масштаба картографирования 1:15 000 000); участки, связанные с линейными инженерными объектами; и площадные участки – ареалы. При этом для каждого этапа составлялись две карты: карта новообразованных участков трансформации (отражены те участки, которые возникли на данном этапе) и карта участков трансформации, существовавших к концу выделенного этапа (кумулятивная). 2) Для всех основных типов антропогенного воздействия на рельеф Российской Арктики были установлены характерные для них варианты последствий: сочетания антропогенных форм рельефа и субрельефа, сценарии изменения набора и интенсивности рельефообразующих процессов. Для каждого из шести выделенных этапов освоения и каждого типа объектов (площадных, линейных, точечных) установлено их число, длина, площадь и изменение этих параметров в ходе столетнего освоения . На основе этих сведений выполнена детальная характеристика хода и специфики освоения Арктики на каждом из выделенных этапов 3) На фактических данных обосновано существование ритмичности в антропогенном освоении и соответствующей трансформации рельефа Российской Арктики. Наиболее мощные и широкие по географическому охвату трансформации рельефа были характерны для Главсевморпутского (1933-1964 гг.) и Ведомственного (1965-1987 гг.) этапов освоения Арктики. Комсевморпутский этап (1919-1932 гг.) и этап «Смены хозяйственного уклада» (1988 – 2000 гг.) маркируют своеобразные «провалы» в активности освоения Арктики – причем последний из них – существенно глубже первого. Дореволюционный этап (до 1918 г.) и этап «ХХI века» (современный, с 2001 г.) демонстрируют не очень ярко выраженные максимумы активности освоения и трансформации, резко уступающие, впрочем, периоду середины – второй половины XX века. Очевидно, что причина такой ритмичности – не природная, а естественно-историческая. «Волны» спада активности освоения Арктики приходились на периоды революций и слома общественного строя в России, когда государству становилось «не до Арктики». Напротив, максимум активности освоения приходится на период расцвета СССР. 4) В пределах Российской Арктики выделены четыре группы территорий по характеру освоения и сопутствующей трансформации рельефа: 1) районы старого освоения со значительной степенью трансформации рельефа (4% от общей площади Арктической зоны России); 2) районы Советского освоения со значительной степенью трансформации рельефа (освоение начато в конце Комсеверопутского, на Главсевморпутском или Ведомственом этапах) (26%); 3) районы постсоветского освоения со значительной степенью трансформации рельефа (3%); 4) районы, практически не освоенные, с крайне низкой степенью трансформации рельефа (67%). Типизация отражена на составленной мелкомасштабной карте (1:30 000 000) . 5) Продолжен сбор и обработка метеорологических данных: собраны и проанализированы данные по 22 метеостанциям на побережьях всем морей Российской Арктики и в континентальной ее части . Анализ связей колебаний температуры и количества осадков и геоморфологических процессов, преобразующих антропогенный рельеф, показал, что выделенные исторические этапы воздействия человека на рельеф Арктики часто совпадают с тенденциями изменения температуры воздуха и количества осадков. Так, в центральном секторе Арктики этапы Комсеверопутский (1919-1932 гг.) и Главсевморпутский (1933-1964 гг.) захватывают периоды потепления и постепенного похолодания (в зависимости от длины ряда наблюдений). Чем дальше на восток, тем больше эта тенденция ослабевает – в бассейнах Восточно-Сибирского и Чукотского морей эти этапы проходят при примерно стабильных климатических условиях (с резкими межгодовыми колебаниями на крайнем востоке). Ведомственный этап (1965-1987 гг.) отличался максимальной стабильностью температурных условий практически везде, кроме Уэлена и Марре-Сале на западном Ямале (мы предполагаем, за счет повышенной роли циклонов в формировании климата и погоды). Наступление столь болезненного этапа смены хозяйственного уклада (1988-2000) совпало с увеличением климатической нестабильности: резко выросла в большей части регионов межгодовая изменчивость температур. Неокапиталистический этап (с 2001 г. по настоящее время) практически везде проходит на фоне увеличения среднегодовых температур воздуха и для него характерна значительная часть температурных максимумов.
5 28 мая 2020 г.-31 декабря 2020 г. Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)
Результаты этапа: За отчетный период полевые работы выполнены на девяти ключевых участках, которые выбраны в районах с разным ведущим типом природопользования и продолжительностью воздействия. Впервые составлены крупно- и среднемасштабные карты антропогенного рельефа и сопутствующей трансформации естественного рельефа и геоморфологических процессов (масштаб от 1:150 000 до 1:300 000). На ключевых участках впервые выполнена съемка территории, подвергшейся воздействию, с беспилотных летательных аппаратов, построены ортофотопланы, цифровые модели местности и рельефа, гипсометрические профили. Выполнены расчеты площадей и объемов антропогенных форм (ранее сведения об объемах отсутствовали), составлена характеристика слагающих отложений и выполнена их классификация. По итогам детальных работ на ключевых участках установлено, что в очагах воздействия, как правило, преобладают прямые антропогенные трансформации рельефа (создание антропогенных форм, изменение морфологии естественного рельефа), охватывающие не менее половины всей затронутой территории. Аккумулятивная прямая трансформация (создание положительных форм рельефа) охватывает, в свою очередь, большие площади в сравнении с денудационной (создание отрицательных форм). Морфологические параметры антропогенных форм, нередко, гораздо внушительнее форм естественных, развитых в окрестностях очагов воздействия (прежде всего, характерна большая крутизна склонов, а также высота и глубина). Для каждого из ключевых участков выполнена оценка площадей, отнесенных к разным типам воздействия, а также объемов антропогенных форм. Проанализированы изменения в ходе естественных геоморфологических процессов, произошедшие на ключевых участках, выполнена их количественная (площадная и, в отдельных случаях, объемная) оценка. Установлено, что наиболее подвержены изменению следующие генетические группы процессов: флювиальные (в особенности, в верхних звеньях сети), криогенные (прежде всего, термокарст, многолетнее пучение), эоловые, береговые (прежде всего, вдольбереговой транспорт наносов) и склоновые. При этом, можно разделить все изменившие динамику процессы на три группы: 1) протекающие на антропогенных формах и их элементах (прежде всего, обвально-осыпные, оползневые, бороздовая эрозия, делювиальный смыв, дефляция, эоловая аккумуляция, в меньшей степени – многолетнее пучение); 2) активизировавшиеся на прилегающей территории, затронутой косвенным воздействием (прежде всего, термокарст, многолетнее пучение, эоловая аккумуляция, подтопление, заболачивание и затопление); 3) сократившие свой ареал в результате освоения (как на участках прямого, так и косвенного воздействия) (главным образом, термокарст, многолетнее пучение, так как они в редких случаях развиты на насыпях большой площади и отвалах, в карьерах). Выделено и оконтурены на ключевых участках (Воркута, побережье Белого моря, Хибины) три основных группы антропогенных отложений, распространенных в Арктике: 1) Горные породы природного состава, вовлеченные в деятельность человека; 2) Техногенные образования (новообразованные); 3) Смешанные. К первой группе относятся перемещенные породы (добытые и перевезенные на новое место, в основном, это – обломочные породы: глина, песок, щебень и др. и их смеси, а также торф) и преобразованные порода (продукты дробления скальных горных пород разной размерности, а также продукты деревообрабатывающей промышленности). Вторая группа – это отложения, образованные в результате хозяйственной деятельности, не имеющие широко распространенных аналогов в природе (шлаки, зола, шлам, кирпич, битый бетон и асфальт, металлические конструкции (разного размера и формы, их обломки), бытовой мусор, илы очистных сооружений). Третья группа – это породы, образованные в результате скопления техногенных новообразований и естественных осадков и отложений, к примеру – антропогенно-эоловые отложения, изученные на побережье Белого моря. Площадной анализ зон распространения разных типов антропогенных отложений на ключевых участках показывает, что наиболее распространены отложения первой группы (то есть природные перемещенные и преобразованные). Однако, в зависимости от специализации промышленности и типа освоения, на конкретном участке могут преобладать либо перемещенные, либо преобразованные грунты этого типа. Так, на участках россыпной добычи абсолютно преобладают перемещенные отложения (ПГС), а в районах шахтной добычи и карьерной добычи угля, руд – преобразованные. Техногенные образования пользуются наибольшим распространением на селитебных территориях и в их ближайших окрестностях. Выполнена оценка объемов выделенных типов и групп отложений на ключевых участках, на результатах которой основаны изложенные выше выводы. Установлено, что в районах интенсивной продолжающейся горнодобычи (Воркута и окрестности, Хибины и др.) скорость накопления антропогенных отложений, как правило, существенно превышает скорости аккумуляции всех прочих генетических типов отложений. При этом, нередко антропогенные отложения вовлекаются в движение флювиальными процессами (к примеру, продукты эрозии золоотвалов попадают в русла рек), и участвуют, таким образом, в естественной динамике наносов.
6 1 января 2021 г.-27 мая 2021 г. Антропогенная трансформация рельефа Арктики за последние 100 лет (РФФИ)
Результаты этапа: В соответствии с перечнем задач исследовательского проекта получены следующие основные результаты: 1. Выполнена инвентаризация антропогенного рельефа Арктики полевыми и камеральными методами (просмотр аэрофото- и космических снимков разных лет, просмотр опубликованных и архивных материалов, полевые обследования ключевых участков), подготовлены и зарегистрированы две базы данных: 1) Свидетельство №2021620983 (база данных "Этапы формирования антропогенного рельефа Российской Арктики"); 2) Свидетельство №2021620891 (база данных "Антропогенная трансформация береговой зоны морей Российской Арктики"). 2. Разработаны и для ряда ключевых участков определены количественные показатели, отражающие распространение и масштабы преобразования естественного рельефа в ходе антропогенного освоения. 3. Для серии ключевых участков в Арктике установлены возраст и скорости трансформации антропогенного рельефа с помощью архивных источников и изотопных методов. 4. Выполнена типизация антропогенного рельефа по разработанным показателям (морфология, масштабы/распространение, возраст, степень преобразованности естественного рельефа и др.). 5. Составлены разномасштабные (от 1:25000-1:100 000 до 1:30 000 000) карты и схемы антропогенного рельефа в Арктике,в том числе серия мелкомасштабных карт, характеризующих хронологию освоения разных типов. 6. Выявлены ареалы антропогенных рыхлых отложений разных типов (перемещение грунтовых масс, глыбовые отсыпки, «хвосты» горной промышленности, отходы лесной промышленности и пр.), выполнен расчет площадей, занимаемых разными типами антропогенных отложений в Арктике. 7. Выполнен расчёт антропогенной составляющей баланса рыхлого вещества в арктическом регионе (для ключевых участков в западном секторе Арктики). 8. Составлены разномасштабные карты антропогенно обусловленных экзогенных процессов и проведена качественная оценка их интенсивности, а также природных экзогенных процессов, преобразующих антропогенный рельеф. 9. Выявлены основные направления эволюции антропогенного рельефа под воздействием природных и антропогенных факторов в условиях климатических изменений и колебаний интенсивности хозяйственного освоения Арктики.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".