Physico-chemical and electrical properties of Cryosols in the Lena River Delta | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2023. № 63. DOI: 10.17223/19988591/63/2

Physico-chemical and electrical properties of Cryosols in the Lena River Delta

Метод вертикального электрического зондирования является экспрессным и наиболее точным методом измерения и анализа удельного сопротивления в профиле почвы. В результате изменения климата происходит таяние многолетнемерзлой породы, что приводит к значительной трансформации ландшафтов, как естественных, так и антропогенно-преобразованных. В уязвимых условиях Арктического региона (длительное восстановление после антропогенного воздействия) данный метод позволяет определить границу активного слоя и неоднородность структуры почвы без нарушения почвенного покрова. Данный метод основан на измерении удельного электрического сопротивления в почве; полученные данные обрабатывались в виде одномерных моделей. В ходе полевых исследований были исследованы острова дельты р. Лены. Проведение комплексных почвенных исследований с использованием метода вертикального электрического зондирования позволяет в полной мере оценить важнейшие свойства криогенных почв, формирующихся в дельтовом комплексе р. Лены. В результате работ определены смоделированные границы активного слоя, которые были подтверждены при закладке почвенных разрезов, а также основные физикохимические параметры почв. В ходе наблюдений вертикального электрического зондирования была обнаружена неоднородность в распределении удельного сопротивления под дренированным озером, что может соответствовать наличию талика или слоя соленой незамерзшей воды. В связи со сменой почвенных горизонтов происходит резкое изменение показателей электрического сопротивления, что соответствует переходу от почвы к мерзлой породе. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 8

Ключевые слова

вертикальное электрическое зондирование, многолетнемерзлые почвы, удельное электрическое сопротивление, Арктика, криоземы

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Поляков Вячеслав Игоревич	Санкт-Петербургский государственный университет	магистр (биол), младший научный сотрудник кафедры прикладной экологии биологического факультета	v.polyakov@spbu.ru
Абакумов Евгений Васильевич	Санкт-Петербургский государственный университет	д-р биол. наук, профессор кафедры прикладной экологии биологического факультета	e_abakumov@mail.ru
Петров Алексей Анатольевич	Северо-Восточный федеральный университет	канд. биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории криогенных почв	petrov_alexey@mail.ru

Всего: 3

Ссылки

Zubrzycki S., Kutzbach L., Grosse G., Desyatkin A., Pfeiffer E.M. Organic carbon and total nitrogen stocks in soils of the Lena River Delta. Biogeosciences. 2013;10(6):3507-3524.

Zubrzycki S., Kutzbach L., Pfeiffer E.M. Permafrost-affected soils and their carbon pools with a focus on the Russian Arctic. Solid Earth. 2014;5(2):595-609.

Jones A., Stolbovoy V., Tarnocai C., Broll G., Spaargaren O., Montanarella L. Soil Atlas of the Northern Circumpolar Region, European Commission. Publications Office of the European Union, Luxembourg; 2010. 144 p.

Makeev O. Kriologiya pochv [The soil cryology]. Moscow: Russian Academy of Science; 2019. 461 p. In Russian.

Abakumov E., Tomashunas V. Electric resistivity of soils and upper permafrost layer of the Gydan Peninsula. Polarforschung. 2016;86:27-34.

Abakumov E., Tomashunas V., Alekseev I. Resistance profiles of frozen soils NorthWestern Siberia according to the data vertical electric sounding. Eurasian Soil Sci. 2017;9:1113-1121. doi: 0.1134/S1064229317090010.

Rogov V., Konistsev V. Vliyaniye kriogeneza na glinistyye mineraly [The influence of cryogenesis on clay materials]. Earth's cryosphere. 2008;12(1):51-59. In Russian.

Beyer L., Sorge C., Blume H.P., Schulten H.R. Soil organic matter composition and transformation in gelic histosols of coastal continental Antarctica. Soil Biology and Biochemistry. 1995;27(10):1279-1288.

Pozdnyakov A., Eliseev P., Pozdnyakov A. Electrophysical approach to assessment of some elements of culture and fertility of light soils humid zone. Eurasian Soil Sci. 2015;7:832-842.

van Overmeeren R.A., Ritsema I.L. Continuous vertical electrical sounding. First Break. 1988;6(10):313-324.

Parasnis D.S. Theory and practice of electric potential and resistivity prospecting using linear current electrodes. Geoexploration. 1965;3(1):3-69. 10.1016/0016- 7142(65)90028-1.

Pozdnyakov A. Electrical parameters of soils and pedogenesis. Eurasian Soil Sci. 2008;10:1188-1197.

Gibas J., Rachlewicz G., Szczucinski W., Stosowanej G., Nauk W., Slaski U. Application of DC resistivity soundings and geomorphological surveys in studies of modern Arctic glacier marginal zones, Petuniabukta, Spitsbergen. Polish Polar Research. 2005;26(4):239-258.

Parnikoza I., Abakumov E., Korsun S., Klymenko I., Netsyk M., Kudinov A., Kozeretska I. Soils of the Argentine Islands, Antarctica: Diversity and Characteristics. Polarforschung. 2016;86(2):83-96.

Corwin D.L, Lesch S.M. Application of soil electrical conductivity to precision agriculture: theory, principles, and guidelines. Agron. J. 2003;95:455-471.

Pozdnyakov L. Estimation of the biological activity of peat soils from the specific electrical resistance. Eurasian Soil Sci. 2008;10:1077-1082.

Alekseev I., Abakumov E. Vertical electrical sounding of soils and permafrost of marine terraces of Gronfjord (Svalbard archipelago). Czech Polar Reports. 2016;3:210-220.

Evin M., Fabre D., Johnson P.G. Electrical Resistivity Measurements on the Rock Glaciers of Grizzly Creek, St Elias Mountains, Yukon. Permafrost and Periglacial Processes. 1997;8(2):179-189.

Alekseev I., Kostecki J., Abakumov E. Vertical electrical resistivity sounding (VERS) of tundra and forest tundra soils of Yamal region.International Agrophysics. 2017;31:1-8.

Smernikov S., Pozdnyakov A., Shein E. Assessment of Soil Flooding in Cities by Electrophysical Methods. Eurasian Soil Sci. 2008;10:1198-1204.

Olenchenko V., Tsibizov L., Kartoziia A., Esin E. Elektrotomografiya chashi drenirovannogo termokarstovogo ozera na o. Kurungnakh v del'te r. Leny [Electrical resistivity tomography of drained thermokarst lake basin on Kurungnakh island in the Lena river delta]. Problemy Arktiki i Antarktiki. 2019;65:92-104.

Bolshiyanov D., Grigoriev M., Maksimov G., Straus J., Schneider W., Pushina Z., Petrov A. Pervichnyye rezul'taty bureniya 66-metrovoy skvazhiny na ostrove Samoylovskom v del'te r. leny v 2018 g. [Primary Results Of The 66-Meters Borehole Drilling At Samoylov Island In The Lena River Delta]. Paper presented at the Rel'yef i chetvertichnyye obrazovaniya Arktiki, Subarktiki i Severo-Zapada Rossii. AARI; 2020. 24-31 pp.

Bolshiyanov D.Y., Makarov A.S., Schneider V., Stoof G. Proiskhozhdeniye i razvitiye del'ty Leny. [Origin and Development of the delta Lena River]. St. Petersburg: AARI; 2015. 268 p.

Boike J., Kattenstroth B., Abramova K., Bornemann N., Chetverova A., Fedorova I., Hubberten H.W. Baseline characteristics of climate, permafrost and land cover from a new permafrost observatory in the Lena River Delta, Siberia (1998-2011). Biogeosciences. 2013;10(3):2105-2128.

Boike J., Nitzbon J., Anders K., Grigoriev M., Bolshiyanov D., Langer M., Kutzbach L. A 16 year record (2002-2017) of permafrost, active-layer, and meteorological conditions at the Samoylov Island Arctic permafrost research site, Lena River delta, northern Siberia: an opportunity to validate remote-sensing data and land surface, snow, and permafrost models. Earth Syst. Sci. Data. 2019;11(1):261-299.

WRB. IUSS Working Group WRB World Reference Base for Soil Resources 2014; 2015. 203 p.

Polyakov V., Abakumov E. Stabilization of organic material from soils and soil-like bodies in the Lena River Delta (13C-NMR spectroscopy analysis). Spanish Journal of Soil Science. 2020;10(2):170-190.

Bowman G., Hutka J. Particle Size Analysis. In N. McKezie, K. Coughlan, & H. Cresswell (Eds.), Soil Physical Measurment and Interpritation for Land Evaluation. Victoria: CSIRO Publishing; 2002. 224-239 pp.

Szymanski W., Skiba M., Wojtun B., Drewnik M. Soil properties, micromorphology, and mineralogy of Cryosols from sorted and unsorted patterned grounds in the Hornsund area, SW Spitsbergen. Geoderma. 2015;253-254:1-11.

Abakumov E.V., Rodina O.A., Eskov A.K. Humification and Humic Acid Composition of Suspended Soil in Oligotrophous Environments in South Vietnam. Applied and Environmental Soil Science. 2018;1026237.

Beznosikov V.A., Lodygin E.D. Vysokomolekulyarnyye organicheskiye soyedineniya v pochvakh. [High-molecular organic substances in soils]. Izvestiya Komi nauchnogo tsentra URO RAN. 2010;1:24-30. In Russian.

Konistsev V., Rogov V. Mikromorfologiya kriogennykh pochv [Micromorphology of cryogenic soils]. Pochvovedeniye. 1977;2:119-125. In Russian.

Scott W.J., Sellmann P.V., Hunter J. Geophysics in the study of permafrost. Geotechnical and Environmental Geophysics-Investigations in Geophysics. 1990;5(2):355-384.

Hauck C., Muhll D. Using DC Resistivity Tomography to Detect and Characterise Mountain Permafrost. Paper presented at the 61st EAGE Conference and Exhibition, Helsinki, Finland; 1999. 4 p.

Scandroglio R., Draebing D., Offer M., Krautblatter M. 4D quantification of alpine permafrost degradation in steep rock walls using a laboratory-calibrated electrical resistivity tomography approach. Near Surface Geophysics. 2021;19(5):625-625.

Kaverin D., Pastukhov A., Mazhitova G.G. Temperature regime of tundra soils and underlying permafrost (Northeastern European Russia). Kriosfera Zemli. 2014;18:23-31.

Frolov A.D. Elektricheskiye i uprugiye svoystva merzlykh porod i l'dov. [Electrical and elastic properties of frozen rocks and ice]. Pushchino: OSTI PSC RAS; 1998. 515 p.