Геоинформационный анализ климатической обусловленности почвообразования на территории Крымского полуострова

DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-153-170

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Ф.Н. Лисецкий

Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Победы, д. 85, Белгород, Россия, 308015,
E-mail: liset@bsu.edu.ru

Ж.А. Буряк

Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Победы, д. 85, Белгород, Россия, 308015,
E-mail: buryak@bsu.edu.ru

П.А. Украинский

Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Победы, д. 85, Белгород, Россия, 308015,
E-mail: ukrpa@mail.ru

Аннотация

Современные исследования направленных изменений климата, которые нацелены на выявление неоднородности трендов как по территории, так и во времени, активно используют пространственный анализ и результаты картографирования, преодолевая проблему преобразования дискретных данных от ограниченного количества метеостанций в условную континуальную поверхность. Цель работы состояла в использовании геоинформационных технологий для установления пространственных закономерностей распределения климатических затрат энергии на почвообразование на территории Крымского полуострова по трем временным срезам: для двух 30-летних периодов климатических норм, установленных Всемирной метеорологической организацией (а именно — 1961–1990 гг. и 1991–2020 гг.), и ретроспективного этапа (до 1960 г.). Метеорологические данные по показателям тепло- и влагообеспеченности, интегрированные в расчетные значения величин климатических затрат энергии на почвообразование для иррегулярно расположенных метеостанций, были преобразованы в графо-математические абстракции пространственного распределения оценочного параметра с помощью метода сплайна с натяжением (Tension Spline). Результаты картографирования пространственного распределения климатических затрат энергии на почвообразование показали, что они увеличились за два 30-летних периода (1961–1990 гг. и 1991–2020 гг.) по сравнению с предшествующим этапом на 8 % и 10 % соответственно. В то же время для современного периода (1991–2020 гг.) при общем увеличении энергозатрат на почвообразование на 72 % площади Крымского полуострова установлены территориальные различия в отдельных его частях. Если в центре и на юго-востоке полуострова отмечено существенное увеличение энергетического потенциала климата, то на южном берегу (к востоку от Ялты), напротив, отмечено снижение этого показателя. Полученные результаты и оценки энергетического потенциала климата за последние 30 лет создают информационную основу для определения эффективности ренатурации почв в режимах постагрогенного развития и реабилитационного земледелия.

Ключ. слова

геоинформационные технологии, метод сплайна, энергетика почвообразования, динамика климата

Список литературы

  1. Агроклиматический справочник по Крымской области. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1959. 136 с.
  2. Атлас. Автономная Республика Крым. Киев–Симферополь, 2004. 80 с.
  3. Баева Ю.И., Курганова И.Н., Лопес де Гереню О.В., Телеснина В.М. Сравнительная оценка содержания углерода в постагрогенных почвах различных природно-климатических зон. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, 2017. Т. 28. № 2. С. 27–39. DOI: 10.21513/0207-2564-2017-2-27-39.
  4. Будыко М.И. Климат и жизнь. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 472 с.
  5. Буряк Ж.А., Крымская О.В., Крымская А.А., Терехин Э.А. Пространственно-временная изменчивость биоклиматического потенциала Центрального Черноземья. Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные Науки, 2024. Т. 166. № 1. С. 126–144. DOI: 10.26907/2542-064X.2024.1.126-144.
  6. Буряк Ж.А., Терехин Э.А. Геоинформационное моделирование пространственно-временной изменчивости агроклиматических условий. Региональные геосистемы, 2020. Т. 44. № 3. С. 333–342. DOI: 10.18413/2712-7443-2020-44-3-333-342.
  7. Вальков В.Ф. Экологическая обусловленность почвенных характеристик климатическими факторами в условиях Северо-Западного Кавказа. Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Естественные науки, 1982. № 3. С. 11–14.
  8. Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. М.: Наука, 1974. 126 с.
  9. Горбунов Р.В. Функционирование и динамика региональных геоэкосистем в условиях изменения климата (на примере Крымского полуострова). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2022. 191 с.
  10. Григорьев А.А., Будыко М.И. Связь балансов тепла и влаги с интенсивностью географических процессов. Доклады АН СССР, 1965. Т. 162. № 1. С. 151–154.
  11. Ергина Е.И. Климатическая обусловленность процесса почвообразования в Крыму. Вісник Одеського національного університету. Географічні та геологічні науки, 2008. Т. 13. № 6. С. 73–78.
  12. Ергина Е.И., Михайлов В.А. Пространственные закономерности изменения увлажнения агроландшафтов равнинного и предгорного Крыма. Науковi основи землеробства у зв’язку з потеплiнням клiмату. Миколаïв, 2010. С. 253–255.
  13. Иванов Н.Н. Ландшафтно-климатические зоны земного шара. Записки географического общества, 1949. Т. 1. С. 3–224.
  14. Ивлиева Н.Г., Манухов В.Ф., Шайкунова Р.Б. Об опыте применения ГИС-технологий для изучения изменений среднегодовой температуры воздуха на территории Европейской части России. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. М: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. № 2. С. 121–132. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-2-25-121-132.
  15. Каганов В.В., Курганова И.Н. Оценка скорости минерализации органического вещества основных типов почв европейской части России при различных температурных режимах. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки, 2011. № 15 (110). С. 145–153.
  16. Карманов И.И. Плодородие почв СССР: природные закономерности и количественная оценка. М.: Колос, 1980. 224 с.
  17. Климатический атлас Крыма. Приложение к научно-практическому дискуссионно-аналитическому сборнику «Вопросы развития Крыма». Симферополь: Таврия-Плюс, 2000. 120 с.
  18. Лисецкий Ф.Н., Ергина Е.И. Развитие почв Крымского полуострова в позднем голоцене. Почвоведение, 2010. № 6. С. 643–657.
  19. Лисецкий Ф.Н., Маринина О.А., Буряк Ж.А. Геоархеологические исследования исторических ландшафтов Крыма. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2017. 432 с.
  20. Лисецкий Ф.Н., Столба В.Ф., Пичура В.И. Периодичность климатических, гидрологических процессов и озерного осадконакопления на юге Восточно-Европейской равнины. Проблемы региональной экологии, 2013. № 4. С. 19–25.
  21. Логвинова К.Т., Барабаш М.Б. Климат и опасные гидрометеорологические явления Крыма. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 320 с.
  22. Парубец О.В. Анализ климатических рядов Крымского полуострова. Экосистемы, их оптимизация и охрана, 2009. № 20. С. 154–164.
  23. Пенюгалов А.В. Климат Крыма. Опыт климатического районирования. Симферополь: Крымгосиздат, 1930. 178 с.
  24. Поддубский А.А. Оценка природной влагообеспеченности Московской области. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство, 2015. № 2. С. 45–50.
  25. Позаченюк Е.А., Шумский В.М., Лесов А.М. и др. Современные ландшафты Крыма и сопредельных акваторий. Симферополь: Бизнес-Информ, 2009. 672 с.
  26. Рыбалко Е.А., Баранова Н.В., Борисова В.Ю. Закономерности пространственного варьирования индекса Хуглина в условиях Крымского полуострова. Виноградарство и виноделие, 2020. № 1. С. 18–23.
  27. Рыбалко Е.А., Баранова Н.В., Борисова В.Ю. Распределение суммы температур выше 20°С на территории Крымского полуострова. Плодоводство и виноградарство Юга России, 2021. № 3. С. 86–100. DOI: 10.30679/2219-5335-2021-3-69-86-100.
  28. Селянинов Г.Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата. Мировой агроклиматический справочник. Л.: Гидрометеоиздат, 1957.
  29. Справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. Т. 10. Вып. 4. С. 253.
  30. Стефанович А.А., Воскресенская Е.Н. Изменения комплексных биоклиматических показателей в Крыму с середины XX века. Экология человека, 2023. № 1. С. 65–77. DOI: 10.17816/humeco111767.
  31. Табунщик В.А. Глубина расчленения рельефа на территории Крымского полуострова. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M.: Издательство Московского университета, 2020. Т. 26. № 2. С. 95–105. DOI: 10.35595/2414-9179-2020-2-26-95-105.
  32. Шашко Д.И. Агроклиматические ресурсы СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 248 с.
  33. Швебс А.В. Влияние экспозиции склона на запасы влаги в почве. Труды Одесского ГМИ, 1960. Вып. 22. С. 49–57.
  34. Eniolorunda N. Climate change analysis and adaptation: The role of remote sensing (RS) and geographical information system (GIS). International Journal of Computational Engineering Research, 2014. V. 4. No. 1. P. 41–51.
  35. Gabriele M., Brumana R., Previtali M., Cazzani A. A combined GIS and remote sensing approach for monitoring climate change-related land degradation to support landscape preservation and planning tools: The Basilicata case study. Applied Geomatics, 2023. V. 15. No. 3. P. 497–532.
  36. Korsakova S. Impact of climate change on the grape productivity in the Southern coast of the Crimea. Berlin–Heidelberg, Springer: Challenges and opportunities in agrometeorology, 2011. P. 385–396.
  37. Kurbasova G.S., Korsakova S.P., Rybalova M.N., Shlikar’ G.N. Spatiotemporal relationships in the structure of the 80-year time series of observations of local surface air temperatures. Bulletin of the Crimean Astrophysical Observatory, 2012. V. 108. No. 1. P. 140–145.
  38. Lisetskii F., Chepelev O. Quantitative substantiation of pedogenesis model key components. Advances in Environmental Biology, 2014. V. 8. No. 4. P. 996–1000.
  39. Lisetskii F., Pichura V. Steppe ecosystem functioning of East-European plain under age-long climatic change influence. Indian Journal of Science and Technology, 2016. V. 9. Iss. 18. P. 1–9. DOI: 10.17485/ijst/2016/v9i18/93780.
  40. Lisetskii F.N., Stolba V.F., Pichura V.I. Late-Holocene palaeoenvironments of Southern Crimea: Soils, soil-climate relationship and human impact. The Holocene, 2017. V. 27. Iss. 12. P. 1859–1875. DOI: 10.1177/0959683617708448.
  41. Prăvălie R. Climate issues on aridity trends of southern Oltenia in the last five decades. Geographia Technica, 2013. V. 17. No. 1. P. 70–79.
  42. Shirokov R.S., Vasiliev A.A. Using GIS technologies to create a scientific and information geoecological base in Western Yamal to identify the effects of climate change. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020. V. 579. No. 1. P. 012154.

Для цитирования: Лисецкий Ф.Н., Буряк Ж.А., Украинский П.А. Геоинформационный анализ климатической обусловленности почвообразования на территории Крымского полуострова. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2024. Т. 30. Ч. 2. С. 153–170 DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-153-170

For citation: Lisetskii F.N., Buryak Z.A., Ukrainskiy P.A. Geoinformation analysis of climatic conditionality of soil formation in the territory of the Crimea peninsula. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2024. V. 30. Part 2. P. 153–170. DOI: 10.35595/2414-9179-2024-2-30-153-170 (in Russian)