|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ)НИР
Natural and anthropogenic change of landscape-geochemical and soil systems (GM)
- Руководитель НИР: Касимов Н.С.
- Участники НИР: Асеева Е.Н., Бахтин А.В., Белякова Т.М., Богданова М.Д., Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К., Власов Д.В., Геннадиев А.Н., Герасимова М.И., Голованов Д.Л., Горбунова И.А., Дорохова М.Ф., Жидкин А.П., Игнатова З.С., Исаченкова Л.Б., Касатенкова М.С., Ковач Р.Г., Кондратьева В.А., Королева Т.В., Кошелева Н.Е., Кошовский Т.С., Кречетов П.П., Кукушкина О.В., Леднев С.А., Лобанов А.А., Лычагин М.Ю., Никифорова Е.М., Орлова Н.Д., Петровская (Киселёва) А.Ю., Пиковский Ю.И., Пузанова Т.А., Рашевская М.Э., Ржевская Л.Б., Руднева И.Н., Самонова О.А., Семенков И.Н., Смирнова М.А., Терская Е.В., Тимофеев И.В., Ткаченко А.Н., Тришин А.Ю., Тришинн А.Ю., Феодоритов В.М., Хлынина А.В., Хлынина Н.И., Черницова О.В., Чижова Ю.Н., Чичаева М.А., Шарапова А.В., Шартова Н.В., Шинкарева Г.Л.
- Подразделение: Кафедра геохимии ландшафтов и географии почв
- Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 декабря 2020 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): I.4.
- Номер ЦИТИС: АААА-А16- 116032810057-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Изменения природной среды, общества и проблемы природопользования
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству
- ПН России: Рациональное природопользование
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения
-
Рубрики ГРНТИ:
- 39.19.27 География почв
- Классификатор OECD: Науки об окружающей среде, Физическая география
-
Ключевые слова:
ракетное топливо, картографирование, почва, геохимия, ландшафт, металлы, углеводороды
hydrocarbons, environmental science, soil, mapping, metals, geochemistry, rocket fuel, landscape -
Описание:
Развитие теоретических и прикладных аспектов геохимии природных и антропогенных ландшафтных и почвенных систем. Оценка современного состояния бассейна р. Селенги. Анализ: геохимических параметров фоновых почв и миграционных потоков в городских ландшафтах, в районах падения ступеней ракет Центрального Казахстана, изотопного состава углерода в торфяниках тундры. Разработка новых подходов к картографированию антропогенно-измененных почв. Исследование механической миграции почвенного вещества. Разработка диагностики процессов опустынивания почв. Оценка буферных свойств почв в различных ландшафтах. Исследование геохимии углеводородных соединений в почвах.
-
Abstract:
Development of theoretical and applied aspects of geochemistry of natural and anthropogenic landscapes and soil systems. Assessment of the modern state of the Selenga Basin. Analysis: geochemical parameters of background soils and migration flows in urban landscapes, in areas of fall of rocket stages in Central Kazakhstan, carbon isotope composition of tundra peatlands. Development of new approaches to mapping of human-modified soils. Study of mechanical migration of soil matter. Development of diagnostics of soil desertification processes. Assessment of soil buffering properties in different landscapes. Study of the geochemistry of hydrocarbon compounds in soils.
-
Планируемые результаты:
Характеристика пространственно-временной изменчивости растворенных и взвешенных форм элементов в аквальных ландшафтах р. Селенги. Оценка фиксирующей способности дорожной пыли г. Москвы по отношению к поллютантам на основе ее физико-химических свойств, пространственное распределение тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в дорожной пыли. Анализ содержания и распространения ТММ в почвах г. Северобайкальска (Республика Бурятия). Оценка влияния потоков от отвалов сульфидсодержащих пород на изменение кислотности почв. Оценка вклада гранулометрических фракций почв в общие концентрации металлов. Анализ природной вариабельности содержания металлов в почвах эталонных ландшафтов Центрально-лесного заповедника. Анализ многолетней трансформации НДМГ в почвах аридных ландшафтов (Центральный Казахстан). Получение данных по составу почвенных липидов в педогенном материале ледяных жил Батагайской едомы (Якутия). Оценка годовых вариаций значений δ18О и ионного состава атмосферных осадков г. Москвы. Анализ смертности населения и выявление факторов окружающей среды для крупнейших городов России. Методические подходы для оценки техногенных нарушений ландшафтов. Модернизация классификации почв России, корректировка определений диагностических горизонтов и генетических признаков. Разработка диагностики опустынивания для южных и юго-восточных регионов России. Характеристика особенностей формирования углеводородного комплекса почв под действием природных и техногенных факторов. Разработка содержательной части геоинформационной системы «Почвы Сатино» - 2020 с учетом новой почвенной классификации. Оценка влияния сельскохозяйственной деятельности на трансформацию почвенного покрова Устьянского плато. Определение изменений углеводородно-газового состава почвенного воздуха в лесостепных почвах.
-
Научный задел:
Выявлены особенности латеральной дифференциации содержаний редкоземельных элементов в гумусовых горизонтах почв овражно-долинной системы, а также тяжелых металлов и металлоидов в почвах тундровых, таежных и лесостепных ландшафтов. Предложены геостатистические методы для математико-картографического моделирования пространственной неоднородности свойств почв. Охарактеризованы пространственные структуры латеральной миграции твердофазного вещества почв в пределах ланшафтно-геохимических систем. Установлены пространственные закономерности миграции и аккумуляции редкоземельных элементов в горнопромышленных центрах. Дана оценка геохимической трансформации почвенных и поверхностных вод в зоне влияния угольных терриконов Подмосковного буроугольного бассейна. Разработана методология анализа миграционных ландшафтно-геохимических процессов на основании тематических карт и космических снимков. Разработаны методические подходы к применению эрозионных моделей для пространственного цифрового моделирования состояния почвенного покрова. Рассмотрены свойства почв, химический состав снега и распределение поллютантов в районах падения первых и вторых ступеней ракет-носителей. Проведено зонирование территории Москвы по степени деградации почв. Исследованы характер техногенного засоления почв и загрязнения их органическими поллютантами, исследованы антропогенно-трансформированные почвы на насыпных и переотложенных грунтах в ВАО г.Москвы. Изучены условия миграции и аккумуляции элементов в устьевых областях крупнейших рек Юга России (Дон, Кубань, Волга); дана геохимическая оценка каскадных ландшафтно-геохимических систем в бассейнах рек. Выявлены пространственные особенности накопления тяжелых металлов и металлоидов (ТТМ) в дельтах Волги и Селенги. Показано, что стабильные изотопы воды 18O и 2Н являются трассерами движения воды в системе почва – атмосфера. Выявлено, что изотопно-кислородный состав осадков г. Москвы коррелирует со среднемесячными значениями температуры воздуха.
-
Основные результаты:
Полученные научные результаты будут опубликованы в статьях из списков Web of Science, Scopus и РИНЦ, войдут в состав курсовых, магистерских и дипломных работ и кандидатских диссертаций.
- Добавил в систему: Самонова Ольга Анатольевна
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ) |
| Результаты этапа: Для нового издания Экологического атласа России проведена подготовка к изданию серии почвенных, ландшафтно- и почвенно-геохимических карт. На основе изучения почвенных хронорядов получены новые данные об эволюции лесостепных почв и географической среды в голоцене. Рассмотрены свойства почв района падения первых ступеней ракет-носителей. Выявлены особенности латеральной дифференциации содержаний редкоземельных элементов в гумусовых горизонтах почв овражно-долинной системы, а также тяжелых металлов и металлоидов в почвах тундровых, таежных и лесостепных ландшафтов. Исследованы характер техногенного засоления почв и загрязнения их органическими поллютантами на территории ВАО Москвы. Изучены условия миграции и аккумуляции элементов в устьевых областях крупнейших рек Юга России (Дон, Кубань, Волга). Охарактеризованы пространственные структуры латеральной миграции твердофазного вещества почв в пределах ланшафтно-геохимических систем. | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ) |
| Результаты этапа: Выполнена геохимическая оценка каскадных ландшафтно-геохимических систем в бассейнах рек юга России и получены показатели эколого-геохимического состояния водных объектов Крымского полуострова. Проведено зонирование территории Москвы по степени деградации почв. Установлены пространственные закономерности миграции и аккумуляции редкоземельных элементов в горнопромышленных центрах. Описано распределение в почвах поллютантов в районах падения первых ступеней ракет-носителей. Дана оценка изотопно-геохимических параметров прибрежных ландшафтов Чукотки. Разработана методология анализа миграционных ландшафтно-геохимических процессов на основании тематических карт и космических снимков. Обобщены данные исследования изменений свойств почв под воздействием техногенных факторов. Выявлены тренды эволюции почв для лесостепных ландшафтов на протяжении 1000 лет. | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ) |
| Результаты этапа: Изучены особенности миграции и аккумуляции химических элементов в речных дельтах ряда регионов России. Проведен анализ содержания валовых и подвижных форм металлов в гранулометрических фракциях почв балочных почвенно-геохимических систем. Исследованы антропогенно-трансформированные почвы на насыпных и переотложенных грунтах в восточном административном округе г.Москвы. Выполнена оценка современного экологического состояния почвенного покрова горнопромышленного центра г .Закаменска. Определена интенсивность самовосстановления микробиоты почв таежной зоны после загрязнения нефтепродуктами. Выполнена оценка вариабельности химического состава снега в районах падения вторых ступеней ракет-носителей в Алтае-Саянском регионе. Дана оценка геохимической трансформации почвенных и поверхностных вод в зоне влияния угольных терриконов Подмосковного буроугольного бассейна. Разработана методика геоинформационного картографирования техногенных изменений почвенного покрова с использованием морфометрических параметров. Показано, что стабильные изотопы воды 18O и 2Н являются трассерами движения воды в системе почва – атмосфера. Подготовлен материал к картам Эколого-географического атласа-монографии «Селенга-Байкал». Исследованы гидроморфные почвы среднетаежных ландшафтов Архангельской области. Разработаны методические подходы к применению эрозионных моделей для пространственного цифрового моделирования состояния почвенного покрова. Исследована динамика углеводородных газов (УВГ) в почвах Московской области. Дана количественная характеристика разнообразия почв Западно-Сибирской равнины. Проведены почвенно-археологические исследования погребенных почв в Липецкой и Воронежской областях и на территории Московского Кремля. | ||
| 4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ) |
| Результаты этапа: Выявлены пространственные особенности накопления тяжелых металлов и металлоидов (ТТМ) в дельтах Волги и Селенги. Получены данные о многообразии и гумусовом состоянии подводных почв речных дельт Волги, Дона и Кубани, а также о геохимии тяжелых металлов в устьевых областях рек Юга России и Южного берега Крыма. Проведен анализ многолетней динамики содержания поллютантов в почвах отдельных административных округов г. Москвы. Впервые проведена комплексная оценка загрязнения различных компонентов городских ландшафтов ТММ на примере восточной части г. Москвы с выделением техногенных геохимических парагенезисов. Выявлено, что изотопно-кислородный состав осадков г. Москвы коррелирует со среднемесячными значениями температуры воздуха. Подтверждены зависимости, связывающих значения δ18O в ростках современных ледяных жил со среднеянварскими температурами воздуха. Выполнена оценка латеральной дифференциации различных форм соединений металлов в почвах суглинистых катен Западной Сибири. Установлено, что средние содержания химических элементов значительно превышают кларк в поверхностных горизонтах почв и техногенных поверхностных образованиях лесостепных геокомплексов в пределах Подмосковного буроугольного бассейна. Получены данные о гранулометрическом фракционировании металлов в почвах монолитной и гетеролитной эрозионных систем. Охарактеризована пространственная неоднородность химического состава снежного покрова в районах падения вторых ступеней ракет-носителей в Алтае-Саянском регионе. Предложены геостатистические методы для математико-картографического моделирования пространственной неоднородности свойств почв различных природных и техногенных ландшафтов. Разработаны методические принципы для интегральной оценки состояния почв, используемых в земледелии. Уточнены классификационные признаки криогенных почв, некоторых почв органо-аккумулятивного отдела, дерново-подзолистых почв, измененных разными видами землепользования. Получены данные о содержании и условиях образования углеводородных комплексов почв, приуроченных к различным биоклиматическим условиям. Выявлены особенности формирования и диагностики подзолов и подзолистых почв на двучленных отложениях в средне-таёжных ландшафтах Устьянского плато в Архангельской области. Установлено, что ландшафтно-геохимические арены лесостепной зоны Среднерусской возвышенности состоят из ареалов рассеяния и аккумуляции твердофазного вещества почв. В результате изучения почв аридных территорий получены новые представления о генезисе коркового горизонта, подтвержденные микроморфологически. Почвенно-археологические исследования погребенных почв под средневековыми курганами в пределах лесостепной зоны показали резкие изменения климата во время малого климатического оптимума и малого ледникового периода. | ||
| 5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ) |
| Результаты этапа: В 2020 году были получены новые эколого-геохимические данные для городских территорий. Анализ микроэлементного состава микрочастиц РМ10 дорожной пыли на территории Москвы в пределах МКАД и оценка его пространственной вариабельности показали, что основными поллютантами являются Sb, Zn, W, Sn, Bi, Cd, Cu, Pb, Mo, пространственное распределение которых отличается уменьшением концентраций с уменьшением размера дороги и формированием локальных полиэлементных аномалий на западе, юге и юго-востоке Москвы. Состав РМ10 определяется значительным вкладом выдуваемых частиц придорожных почв, которые составляют до 64% массы РМ10. Другими важными факторами являются выбросы автотранспорта (~14%) и промышленности (~6%). Применен комплексный подход к изучению переноса поллютантов в составе аэрозолей, а также влияние крупных городских эмиссий на состав аэрозольного вещества атмосферы. Выполнено моделирование переноса черного углерода вблизи г. Салехард. На основе почвенно-геохимической съемки выявлены ассоциации тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в почвах г. Северобайкальска (Республика Бурятия). Показано, что в городских почвах аккумулируются Sb Pb и W; по экологической опасности загрязнения ТММ в почвах выделено 3 категории земель - умеренного загрязнения, опасного и очень опасного. Показано, что в результате техногенного воздействия в г.Серпухов почвы теряют потенциал самоочищения из-за изменения условий миграции элементов. Это приводит к формированию техногенных геохимических барьеров (ГХБ), на которых происходит аккумуляция ТММ. В отчетном году продолжились ландшафтно-геохимические исследования в районах падения фрагментов ракет-носителей. Анализ состояния почв мест падения первой ступени РН «Протон» в Центральном Казахстане после загрязнения высокотоксичным несимметричным диметилгидразином (НДМГ) показал, что через 10 лет после загрязнения НДМГ химические свойства почв не отличаются от фоновых территорий. Выявлены закономерности радиальной и латеральной дифференциации форм почвенной кислотности по мере удаления от источника техногенного воздействия в зоне влияния терриконов. Исследованы факторы, определяющие степень изменения кислотности почв и их способность к нейтрализации кислотного воздействия. Продолжены работы по исследованию физико-химических и биологических процессов почв в природных условиях и в результате антропогенного воздействия. Показано, что илистая фракция вносит максимальный вклад в общее содержание Mn, Zn, Ni и Co в гумусовых горизонтах почв, а крупная пыль - в содержание Ti, Zr и Cr. От генезиса и/или литогеохимических особенностей почвообразующего материала зависит вклад фракций в содержание Cu, Pb (крупная или мелкая и средняя пыль) и Fe (песчаные фракции или илистая). Рассмотрены вопросы аккумуляции металлов в древесной растительности. Для таежных ландшафтов республики Коми изучено распределение металлов (Ni, Sr, Zn, Cr, Cu, Mn, Cd, Co, Fe, Pb) в приросте текущего года ели. Показано, что средняя величина коэффициента вариации содержания тяжелых металлов в органах ели составляет 40%, что можно рассматривать в качестве типичного уровня для незагрязненных участков. Исследование цианобактерий и водорослей в почвах научно-учебной станции (НУС) МГУ «Сатино» показало, что скорость восстановления альго-цианобактериальных сообществ после загрязнения почв углеводородным топливом зависит в первую очередь от типа землепользования территории. Установлено, что липиды, экстрагированные из осадка из ледяных жил Батагайской едомы, северная Якутия, имеют педогенное происхождение. Источниками ПАУ являются материал гумусовых горизонтов древних почв и материал, образовавшийся в результате природных пожаров. Для современных почв, исследованных в районе Батагайского мегаоврага, основными процессами являются: криогенное оструктуривание, подстилкообразование, грубогумусово-аккумулятивный процесс, альфегумусовый процесс и оглеение. Проведена оценка устойчивости почв Актюбинской области РК к углеводородному загрязнению на основании изучения физико-химических и химических свойств более 40 разностей почв, выделено пять групп с разным уровнем устойчивости к загрязнению углеводородами. Опробована методика изучения газового состава почв на примере серогумусового горизонта дерново-подзолистых почв и черноземов, предложены способы улучшении существующих методик. Проведены исследования природного уровня углеводородов в почвах, не подвергавшихся загрязнению. Выявлен очень низкий нативный уровень углеводородного состояния почв и обосновано использование морфоструктурного районирования для сокращения площади техногенного воздействия на окружающую среду при поисках и освоении глубоко залегающих ресурсов углеводородов. Методом линейного дискриминантного анализа выявлен набор факторов, определяющий пространственную неоднородность почвенного покрова целинной лесостепи Драгунского плато (Тигирекский заповедник, Алтайский край). Получены актуальные значения содержания азотных форм (нитрат-иона, нитрат-иона и иона аммония), характерных для бурых полупустынных солонцеватых почв, бурых полупустынных малоразвитых, солонцово-солончаковатых комплексов, аллювиальных почв. На основании комплексного исследования в Белгородской области почв, развивающихся под древесными полезащитными насаждениями и на прилегающих сельскохозяйственных землях, установлены количественные параметры влияния лесополос на разнообразие и генезис почв, а также на барьерную функцию насаждений по отношению к аэрогенным поллютантам. Выявлена динамика накопления в почвах органического углерода и изменения темпов эрозионно-аккумулятивных процессов при смене типов землепользования на репрезентативных участках территории США. Продолжены эколого-геохимические исследования рек бассейна р.Москвы, Волги, Селенги. Выявлены особенности пространственного распределения химических элементов в реках бассейна Москвы и дельты Волги. Определены участки водотоков с повышенным содержанием поллютантов, проведен анализ соотношения форм миграции ТММ в речных водах. Проведена количественная оценка потоков потенциально токсичных элементов по главным рукавам дельты Волги. Статистически обработаны собранные ранее материалы по условиям миграции и уровнях накопления металлов в аквальных системах устьевых областей рек. Выполнена эколого-геохимическая оценка р. Селенги и ее основных притоков, и установление основных форм миграции потенциальных поллютантов в них. Установлены локальные максимумы растворенных и взвешенных концентраций элементов в районе крупных городов (Улан-Батор, Эрденет) и центров горнодобывающей промышленности (Заамар, Бороо, Закаменск). Проведены работы по исследованию влияния городской среды на здоровье человека. Создана типологическая классификация на основе показателей смертности в крупных городах в целях выявления региональных особенностей уровня и структуры смертности городского населения РФ, что является основой для дальнейшего выявления статистически значимых причинно-следственных связей между уровнем смертности населения, состоянием окружающей среды и социально-экономической обстановки. Разработаны новые подходы, касающиеся картографической визуализации результатов почвенных и ландшафтно-геохимические исследований. Прослежена история развития и современные тенденции почвенного картографирования, актуальные проблемы, характерные для разных этапов его развития. Выполнено редактирование определений диагностических горизонтов и признаков и уточнение названий ряда тундровых почв и почв, измененных земледелием. Проанализированы вопросы объективности оценки педоразнообразия на примере разномасштабных почвенных карт Карелии. Мультимасштабный анализ почвенного разнообразия ключевых участков различных природных зон – от таежной и лесостепной до полупустынной и пустынной – показал различие педоразнообразия при работе в разных масштабах и с использованием различных классификационных подходов. Рассмотрены различные подходы к моделированию и отображению пространственной неоднородности почвенного покрова в геоинформационных системах на примере районов завершенной угледобычи (Подмосковный буроугольный бассейн) и агроландшафтов Московской области. Созданы базы данных по результатам полевых исследований и геоинформационные проекты, моделирующие природные условия ключевых участков и выявленные техногенные нарушения. | ||
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".