Catenas at the forest-steppe in Western Siberia | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2025. № 70. DOI: 10.17223/19988591/70/1

Catenas at the forest-steppe in Western Siberia

To simulate the downward movement of pollutants across landscape catenas, it is essential to gather information regarding the chemical properties of soils along the migration pathways of these substances. Consequently, the classification of catenas becomes challenging due to the necessity of considering numerous factors. In this article, we discuss the primary and most well-known principles for classifying catenas (iee Table 1 and Tables 1-4 in the Supplement 1). To investigate the catenas of the forest-steppe region in Western Siberia, we employed GIS analysis to integrate soils and soil-forming factors, along with a series of thematic maps (see Fig. 1 in the Supplement 2). Utilizing the methodologies developed by Inga S. Uru-sevskaya and Maria D. Bogdanova, as well as GIS analysis and a collection of small-scale maps depicting relief, parent materials, soils, and vegetation, we cataloged the landscape catenas in the forest-steppe of Western Siberia. From these combinations, we compiled a matrix, with its columns and rows containing information about relief and parent materials, which vary in texture, the content of carbonates, gypsum, and easily soluble salts (see Fig. 2 in the Supplement 2). The typification of catenas in the forest-steppe of Western Siberia was validated through field research conducted in seven key areas (see Table 2 and Table 5 in the Supplement 1). The soils and vegetation identified in the field studies corresponded to the dominant landscape catenas of the target territories. Within the region under consideration, 38 variants of landscape catenas have been identified. Among these, catenas featuring Chernozems under herbaceous grass meadows and Phaeozems under herbaceous grass meadows and subtaiga aspen-birch forests predominantly occur in elevated topography on loess plains (see Fig. 1). In the slopes, these soils are replaced by clay-illuvial Chernozems (Haplic Chernozems) or gray gleyic soils (Phaeozems), as well as solonetz (which can also be found in the summit position) and marsh soils (Histic Gleysols). From west to east, the prevalence of catenas with Phaeozems in the summit position diminishes; west of the Irtysh River, they are nearly entirely supplanted by catenas with Chernozems. The northeastern part of the Ob-Irtysh interfluve (located in the southern Vasyugan Plain and northern Baraba Lowland) experiences considerable soil waterlogging, resulting in the formation of Planosols and Gleysols even on watersheds. To the east, Gleysols and Planosols (exhibiting signs of salinity and solonetzity) occupy a predominantly subordinate position in the topography. The least contrasting catenas are characteristic of the extreme eastern and western parts of the Western Siberian forest-steppe. In the flat areas of the Western Siberian forest-steppe, herbaceous grass communities predominantly occur on Phaeozems and Chernozems. The smallest territories, located in the extreme northeast, are occupied by subtaiga pine forests with tall grasses, which are confined to catenas with Phaeozems. The diversity of landscape catenas is greatest on inclined and stepped plains and least in the elevated eastern and western parts of the forest-steppe in Western Siberia. Three pairs of catenas were identified, each exhibiting a similar set and sequence of soils, but differing in the genesis of parent materials or topography (two pairs) and texture (one pair). The composition of vegetation and soils is closely correlated. Only three pairs of catenas with identical soil cover differ in their vegetation composition. This variation is attributed to the absence of birch-aspen associations in catenas located in depressions occupied by Planosols, or it resulted from the presence of subtaiga forests with tall grasses on catenas with Phaeozems situated on elevated topography in the eastern part of the forest-steppe in Western Siberia. The article contains 1 Figure, 2 Tables, 2 Supplements, 45 References. The Authors declare no conflict of interest.

Download file
Counter downloads: 23
Download attachment archive
Counter downloads: 8

Keywords

Arenosols, black soils, loess-like loams, salinization, Phaeozems, Planosols, small-scale mapping, soil cover, toposequence

Authors

NameOrganizationE-mail
Semenkov Ivan N.Lomonosov Moscow State Universitysemenkov@geogr.msu.ru
Nikolaev Egor D.Lomonosov Moscow State Universityalkan001@mail.ru
Enchilik Polina R.Lomonosov Moscow State Universitypolimail@inbox.ru
Konyushkova Mariya V.Lomonosov Moscow State Universitymkon@inbox.ru
Всего: 4

References

Глазовская М.А., Касимов Н.С., Теплицкая Т.А., Авессаломова И.А., Алексеева Т.А., Батоян В.В., Белякова Т.М., Гаврилова И.П., Глазовский Н.Ф., Гунин П.Д., Гусейнов А.М., Козин И.С., Кулешова Н.А., Никифорова Е.М., Перельман А.И., Побединцева И.Г., Проскуряков Ю.В., Самонова О.А., Солнцева Н.П., Учватов В.П. Ландшафтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды. М. : Недра, 1989. 263 с.
Касимов Н.С., Герасимова М.И., Богданова М.Д., Гаврилова И.П. Ландшафтно-геохимические катены:: концепция и картографирование // Геохимия ландшафтов и география почв. К 100-летию Марии Альфредовна: Глазовской. М. : АПР, 2012. С. 59-81.
Касимов Н.С., Геннадиев А.Н. Геохимия ландшафтов и география почв: основные концепции и подходу: // Вестник Московского университета. География. 2005. № 2. С. 10-17.
Milne G. Normal erosion as a factor in soil profile development // Nature. 1936. Vol. 138. PP. 548-549.
Неуструевъ С.С. О почвенныхъ комбинацiяхъ равнинныхъ и горныхъ странъ // Почвовtдtнiе. 1925. № 1. С. 62-73.
Sommer M., Schlichting E. Archetypes of catenas in respect to matter - A concept for structuring and grouping catenas // Geoderma. 1997. Vol. 76. PP. 1-33.
Урусевская И.С. Почвенные катены Нечерноземной зоны РСФСР // Почвоведение. 1990. № 9. С. 12-28.
Глазовская М.А. Типы почвенно-геохимических сопряжений // Вестник Московского университета. География. 1969. № 5. С. 3-12.
Николаев В.А. Классификация и мелкомасштабное картографирование ландшафтов. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1978. 62 с.
Богданова М.Д. Методология мелкомасштабного почвенно-геохимического картографирования : дис. канд. геогр. наук. М. : МГУ, 2004. 157 с.
Семенков И.Н., Усачева А.А., Мирошников А.Ю. Распределение цезия-137 глобальных выпадений в таёжных и тундровых катенах бассейна реки Обь // Геология рудных месторождений. 2015. Т. 57, № 2. С. 154-173. doi: 10.7868/S0016777015 010050.
Ильин В.Б., Сысо А.И., Байдина Н.Л., Конарбаева Г.А., Черевко А.С. Фоновое количество тяжелых металлов в почвах юга Западной Сибири // Почвоведение. 2003. № 5. С. 550-556.
Семенков И.Н., Мирошников А.Ю. Количественная оценка выноса радиоцезия глобальных выпадений из ландшафтов водосборного бассейна Оби // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2014. № 3. С. 215-223.
Semenkov I.N., Koroleva T.V. The spatial distribution of fractions and the total content of 24 chemical elements in soil catenas within a small gully’s catchment area in the Trans Urals, Russia // Applied Geochemistry. 2019. Vol. 106. PP. 1-6.
Semenkov I.N., Yakushev A.I. Dataset on heavy metal content in background soils of the three gully catchments at Western Siberia // Data in Brief. 2019. Vol. 26. doi: 10.1016/ j.dib.2019.104496.
Сапрыкин О.И., Смоленцев Б.А., Соколова Н.А. Микрозападины в структуре почвенного покрова лесостепной зоны юго-восточной части Западной Сибири // Сборник материалов Всероссийской научной конференции к 110-летию Р.В. Ковалева. Почвенные ресурсы Сибири: вызовы XXI века. Томск : Издательский Дом Томского государственного университета, 2017. С. 125-129.
Капитальчук И.П., Шешницан Т.Л., Шешницан С.С., Капитальчук М.В. Миграция марганца, цинка, меди и молибдена в ландшафтно-геохимических катенах долины Нижнего Днестра // Юг России: экология, развитие. 2018. Т. 13, № 2. С. 96-112. doi: 10.18470/1992-1098-2018-2-96-112.
Касимов Н.С., Самонова О.А., Асеева Е.Н. Фоновая почвенно-геохимическая структура лесостепи Приволжской возвышенности // Почвоведение. 1992. № 8. С. 5-22.
Касимов Н.С., Геннадиев А.Н., Лычагин М.Ю. Фоновая геохимическая дифференциация ландшафтов и мониторинг природной среды // Мониторинг фонового загрязнения природной среды. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. Т. 5. С. 162-179.
Щеглов Д.И., Горбунова Н.С., Семенова Л.А., Хатунцева О.А. Микроэлементы в почвах сопряженных ландшафтов Каменной степи различной степени гидроморфизма // Почвоведение. 2013. № 3. С. 282-290. doi: 10.7868/S0032180X1303009X.
Lisetskii F.N., Pichura V.I. Catena linking of landscape-geochemical processes and reconstruction of pedosedimentogenesis: A case study of defensive constructions of the mid-17th century, South Russia // Catena. 2020. Vol. 187. doi: 10.1016/j.catena.2019. 104300.
Джеррард А.Дж. Почвы и формы рельефа. Комплексное геоморфолого-почвенное исследование. Л. : Недра, 1984. 207 с.
Касимов Н.С., Самонова О.А. Ландшафтно-геохимические система: и процессы // География, общество, окружающая среда. М. : Городец, 2004. Т. II. С. 479-551.
Касимов Н.С., Перельман А.И. О геохимии почв // Почвоведение. 1992. № 2. С. 9 25.
Геннадиев А.Н., Жидкин А.П. Типизация склоновых сопряжений почв по количественным проявлениям смыванамыва вещества // Почвоведение. 2012. № 1. С. 21-31.
Ландшафтно-геохимическая карта России. Масштаб: 1 : 15 000 000 // Национальный атлас России. М. : Федеральное агентство геодезии и картографии России, 2008. С. 406-408.
Волков И.А. Ишимская степь (рельеф и покровные лессовидные отложения). Новосибирск : СО АН СССР, 1965. 77 с.
Сеньков А.А., Попов В.В. Генезис солевого профиля солонцовых почв юга Ишимской равнины // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. 2017. № 1. С. 107-115.
Панкова Е.И., Воробьева Л.А., Гаджиев И.М., Горохова И.Н., Елизарова Т.Н., Королюк Т.В., Лопатовская О.Г., Новикова А.Ф., Решетов Г.Г., Скрипникова М.И., Славный Ю.А., Черноусенко Г.И., Ямнова И.А. Засоленные почвы России. М. : ИКЦ «Академкнига». 2006. 854 с.
Попов В.В., Семендяева Н.В. Состав почвенных растворов, засолённых агроландшафтов центральной лесостепи Ишимской равнины // Сборник трудов научнопрактической конференции преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов. Новосибирск : ГАУ «Актуальные проблема: агропромышленного комплекса», 2019. С. 56-58.
Семендяева Н.В. Состояние почвенного покрова Новосибирской области, его настоящее и будущее // Инновации и продовольственная безопасность. 2013. № 1 (1). С. 143-149.
Геоморфологическая карта СССР. Масштаб: 1 : 16 000 000 // Атлас СССР. М. : Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1983. С. 94-95.
Гипсометрическая карта РФ. Масштаб: 1 : 15 000 000 // Национальный атлас России. М. : Федеральное агентство геодезии и картографии России, 2008. С. 112-113.
Почвенная карта РСФСР. Масштаб 1 : 2 500 000. М. : ГУГК, 1988. 16 л.
Карта растительности России. Масштаб: 1 : 15 000 000 // Национальный атлас России. Т. 2. Природа. Экология. М. : Федеральное агентство геодезии и картографии России, 2008. С. 328-329.
Елизарова Т.Н., Казанцев В.А., Магаева Л.А., Устинов М.Т. Эколого-мелиоративный потенциал почвенного покрова Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1999. 240 с.
Атлас Тюменской области. Москва; Тюмень : ГУГК, 1971. Вып. I: Вводный раздел; природные условия. 181 с.
Алтайский край. Атлас. Барнаул : ГУГК, 1980. Т. 2. 235 с.
Атлас Омской области. М. : Роскартография, 1996. 56 с.
Семенков И.Н., Касимов Н.С., Терская Е.В. Латеральная дифференциация форм соединений металлов в почвенных суглинистых катенах центра ЗападноСибирской равнины // Вестник Московского университета. География. 2019. № 3. С. 25-37.
Лаверов Н.П., Величкин В.И., Мирошников А.Ю., Асадулин Э.Э., Семенков И.Н. Оценка плотности глобальных выпадений цезия-137 по данным его содержания в закрытых геохимических аренах юга Западной Сибири // Докладу: Академии наук. 2016. Т. 468, № 3. С. 328-331.
Добровольский Г.В., Урусевская И.С. Карта почвенно-географического районирования СССР. Масштаб: 1 : 8 000 000. М. : ГУГК, 1986.
Мильков Ф.Н. Природные зоны СССР. М. : Мысль, 1977. 296 с.
Лойко С.В., Герасько Л.И. Факторы дифференциации и компонентный состав почвенного покрова таежных экосистем Томь-Яйского междуречья // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2009. № 1 (5). С. 63-70.
Структура, функционирование и эволюция система: биогеоценозов Барабы. Т. 1: Биогеоценозы и их компоненты. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 1974. 315 с.
 Catenas at the forest-steppe in Western Siberia | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2025. №  70. DOI: 10.17223/19988591/70/1

Catenas at the forest-steppe in Western Siberia | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya - Tomsk State University Journal of Biology. 2025. № 70. DOI: 10.17223/19988591/70/1

Download full-text version
Counter downloads: 114