География: мост между природой и обществом
Одним из известных в последнее время достижений Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН считается атлас «Байкальский регион: общество и природа», за который группа авторов из разных НИИ получила премии правительства РФ. Сейчас под эгидой института идет подготовка нового, еще более масштабного атласа – Сибири и Дальнего Востока. Однако в Институте географии СО РАН есть и другие интересные результаты научной работы, с которыми ученые-географы познакомили корреспондентов «Областной».
Можно ли спрогнозировать наводнение?
В коридорах института становится тише: стартовал экспедиционный сезон, и многие ученые уже отправились на полевые работы. В течение нескольких лет сотрудники лаборатории геохимии ландшафтов и географии почв проводят экспедиции на левых притоках Ангары. Там исследуют специфику формирования и факторы развития речных долин. Обращают внимание на современную морфодинамику и палеогеографические аспекты. Полученные результаты должны помочь детализировать хронологию экстремальных гидрологических событий в регионе.
– Мы все были свидетелями наводнений 2019 года, которые особенно сильно проявили себя в Тулуне, и их последствия были очень серьезными, – напомнил старший научный сотрудник лаборатории, кандидат географических наук Виктор Голубцов. – Вопрос состоит в том, можно ли как-то спрогнозировать, когда это будет в следующий раз. Но чтобы понять события будущего, нужно знать, как они проходили в прошлом, то есть с какой периодичностью случались паводки, какой была их ритмика. Поэтому мы с коллегами изучаем речные поймы.
Знания ученых о ритмике гидрологических событий ограничены, ведь инструментальные исследования за стоком наших рек ведутся только с середины прошлого века. Меж тем на территории Приангарья в последнее время наблюдается усиление циклонической деятельности – чему лишнее подтверждение и недавние катастрофические летние паводки. Поэтому Российский научный фонд поддержал этот проект иркутских ученых.
Они с привлечением косвенных данных детализируют хронологию экстремальных гидрологических событий на длительных – вековых и тысячелетних – временных отрезках.
Поймы рек формировались в результате колебаний водности. В многоводные периоды активизировались процессы эрозии и аккумуляции отложений. В маловодные – происходила стабилизация, развивался растительный покров, а значит, и почва. В ней содержится органический углерод. Ученые проводят радиоуглеродный анализ, который наряду с другими исследовательскими инструментами позволил, к примеру, в долине реки Белая выявить ритмичность многоводных и маловодных фаз. А их динамика тесно связана с изменениями климата.
Помимо полевых геоморфологических обследований, специалисты обрабатывают спутниковые снимки, анализируют состав аллювиальных (наносных, намывных) речных отложений.
– Нам удалось узнать, что водность рек в Присаянье очень тесно была связана не только с динамикой атмосферного увлажнения, а также с деградацией горного оледенения, – продолжил Виктор Голубцов. – А еще выяснился интересный момент с точки зрения археологии. В нашем регионе известна ранненеолитическая Китойская культура. Прежде археологи выявили, что около 6,5–7 тыс. лет назад она исчезает из археологической летописи. Оказалось, что то же самое время совпадает с продолжительным периодом высокой водности рек. Отчасти это может пролить свет на причины исчезновения следов пребывания этих людей. Тем не менее пока этот вопрос остается открытым.
Исследования левых притоков Ангары продолжаются. Например, гидрологи института устанавливают в верховьях рек приборы учета, там расширяют сеть метеонаблюдений, ведь природа не устает преподносить нам в том числе неприятные сюрпризы.
Вредное влияние на прибрежную экосистему
Мостом между природой и обществом называл географию известный ученый Николай Баранский. Труднее всего такие «мосты» наводить на Байкале. Там нужно развивать экономику и социальную сферу населенных пунктов и при этом оберегать хрупкую экосистему. В Байкальске, который планируют превратить в первый экогород страны, все еще остаются следы негативного воздействия БЦБК и других объектов.
Об этом свидетельствуют результаты научной работы под названием «Загрязнение основных компонентов природной среды наиболее освоенной части юго-западного побережья Байкала (в пределах Байкальского муниципального образования)». Ее выполнила группа ученых: Ирина Белозерцева, Ирина Воробьева, Наталия Власова.
Свои выводы авторы представили в статье, которая в этом году вышла в журнале «Экология и промышленность России». В статье приведены данные ландшафтно-геохимических исследований основных компонентов среды – снега, поверхностных вод, почвы, растительности – вблизи отстойников, промышленной площадки бывшего БЦБК, в устье рек Харлахта и Бабха.
Ученые обнаружили повышенное содержание тяжёлых и щелочноземельных металлов, сульфатов, фосфатов, нитратного и аммонийного азота в снеге вблизи г. Байкальск. По оценкам специалистов в поверхностных водах локальных участков побережья озера концентрация ионов фтора, нитратов, аммония, тяжелых металлов также превышали санитарно-гигиенические нормы.
– Мы выезжаем в Слюдянский район с 2015 года, работали там и в 2024 году, – уточнила заведующая лабораторией геохимии, ландшафтов и географии почв ИГ СО РАН, кандидат географических наук, доцент ИГУ Ирина Белозерцева. – Выявили различные закономерности. Так, растения не на всех почвах накапливают химические элементы одинаково. В целом на Байкале все же чище, чем в том же Иркутске, но там жесткие нормы в том числе для рыбного хозяйства. Те же туристы используют ландшафт как туалет, в итоге все это просачивается в окружающую среду. Плюс – там пасется скот. А лигнин, в котором есть повышенное содержание некоторых токсичных элементов, местные жители разбрасывают на грядках. С поверхностными стоками он стекает в Байкал, но ему там не место.
Ситуация на побережье неоднородная. Превышения ПДК ряда веществ отмечены локально. К примеру, источниками загрязнения фосфатами и аммонием являются объекты ЖКХ, а тяжелыми металлами – печи в частных домах, местные ТЭЦ, котельные.
Ученые выявили биохимические барьеры в почве, где накапливаются натрий, цинк, медь и другие вещества. С одной стороны, это увеличивает устойчивость почв, поскольку способствует переходу элементов-загрязнителей в малоподвижные формы. Однако накопление техногенных элементов повышает уровень экологического риска. При благоприятных условиях, например, подкислении, дегумификации, опесчанивании почв ряд загрязнителей может попасть в прибрежные воды Байкала.
Основной вывод работы таков: «Экосистема побережья Байкала в пределах Байкальского муниципального образования продолжает находиться под сильным влиянием выбросов, отходов действующих и закрытых предприятий Байкальска, транспортных магистралей, котельных, нерегулируемой деятельности частного сектора и неорганизованного «дикого» туризма».
Новые подходы в оценке сельхозземель
Работа, о которой далее пойдет речь, подготовлена при поддержке РНФ и министерства экономического развития и промышленности Иркутской области. Она называется «Трансформация постагрогенных почв и возможность их введения в сельскохозяйственный оборот в условиях интенсивного природопользования и глобальных изменений окружающей среды». В ней принимали участие сотрудники из лаборатории геохимии ландшафтов и географии почв, химико-аналитического центра института.
Ученые Института географии СО РАН изучили ключевые участки наиболее плодородных почв, освоенных и заброшенных сельскохозяйственных земель региона в районе Иркутско-Черемховской равнины.
– В советское время почти все пригодные для земледелия земли были распаханы. Однако впоследствии 45% сельскохозяйственных земель области были заброшены, а в отдаленных районах – более 70%. Перед нами стояла задача определить уровень плодородия почв и понять, можно ли их вернуть в сельскохозяйственный оборот. Ведь, возможно, дело не в смене социально-экономических условий, а хорошего урожая, допустим, зерновых на этих участках ждать не приходится изначально, так как почвы малоплодородные, – прокомментировала Ирина Белозерцева.
В течение двух лет специалисты выезжали в Иркутский, Аларский, Нукутский, Осинский, Заларинский и другие районы. Они проводили полевые почвенно-географические и геохимические работы на модельных участках целинных, залежных и используемых в сельском хозяйстве земель. Отобрали более 300 почвенных образцов, сделали их химический анализ, описали основные компоненты ландшафтов ключевых площадок, изучили старые карты и составили новые с использованием топографических, космических и авиационных снимков.
– В некоторых территориях на месте пашен уже есть подрост сосны, но участки, которые мы не рекомендуем вводить в сельскохозяйственный оборот, занимают небольшую площадь – около 2%. Самые неплодородные земли находятся на вершинах сопок с высотой, начиная от 650 метров над уровнем моря. А самые плодородные – в Усть-Ордынском Бурятском округе, в том числе в Осинском и Боханском районах. Важно, что мы предложили новые методические подходы оценки уровня плодородия почв. В отличие от предыдущих, эта оценка дает комплексное представление, одновременно по всем показателям, учитывает законы равнозначности, незаменимости и лимитирующего фактора. В индексах плодородия одновременно отображено состояние всех показателей с ранжированием по состоянию отдельных свойств, – резюмирует эксперт.
То есть сейчас на карте почвенно-агроэкологического районирования области учтены региональные особенности почв и вся совокупность природно-климатических условий. По ней можно будет понять, где лучше распахивать поля для зерновых, а где оптимальнее устроить пастбище для скота. Эти исследования ученые намерены продолжить. Ведь неизученных земель в нашем регионе остается немало.
Комментарий
Игорь ВЛАДИМИРОВ, директор Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН:
– За последний год нами получено несколько крупных научных результатов. Некоторые из них оформлены в коллективные монографии. Одна из них рассказывает о географических исследованиях в зоне БАМа. Она посвящена 50-летию Байкало-Амурской магистрали; над книгой работали действующие сотрудники института и те, кто трудился у нас в прошлые годы.
Также вышла монография «Сибирские города: тенденции и проблемы постсоветской трансформации». Над ней работал коллектив из числа сотрудников лаборатории социальной и экономической географии под руководством Николая Воробьева. Там довольно подробно представлены демографические процессы, экономические и другие аспекты геоурбанистики; труд будет интересен широкому кругу читателей.
Наши геохимики впервые для территорий Байкальского региона выявили неоднородность органического вещества почв. Эти исследования связаны с изотопом углерода, они показывают, какое влияние оказывали изменения климата с неоплейстоцена.
Исследования климатических изменений также проходили в степях Юго-Восточной Сибири. В ходе многолетнего анализа выявлено, что ежегодно температура воздуха и почв незначительно, но повышается. Также установлено, что в Южном Забайкалье количество осадков уменьшается, а в Предбайкалье есть незначительное повышение. Наблюдается прогрессирующая тенденция аридизации климата в Южном Забайкалье.
Ученые института провели зонирование бассейна озера Байкал по условиям формирования стока. В условиях разреженной гидрометеорологической сети эта работа очень актуальна.
Мы ведем исследования влияния Ангарского каскада ГЭС на сохранение биоразнообразия. Группа научных сотрудников будет работать по этой теме до конца года.
Институт географии сотрудничает с другими научными учреждениями, например, с Институтом археологии и этнографии СО РАН проводятся совместные исследования стоянок древних людей, где мы с помощью беспилотников создаем 3D-модели рельефов.
В целом ученые Института географии СО РАН работают во многих местах, включая Алтай, Хакасию, Якутию, Красноярский край, Бурятию, Забайкальский край и Монголию. И, напомню, что мы возглавляем работу по созданию нового атласа Сибири и Дальнего Востока, участвовать в которой уже намерены около 20 российских институтов. Надеемся, что всех поставленных целей мы добьемся.
