Rainfalls as a natural risk and their ecological aspects (on the example southern part of the Tomsk region)
Water erosion is one of the main environmental problems that determine the national security of many countries of the world. Water erosion is subdivided into erosion from melt water runoff, storm (rain) and irrigation. Erosion threatens 75 % of agricultural and forest land in Central America, more than 20 % of Africa and 11 % of Asia. In the Russian Federation, water erosion affects about 17.8 % of agricultural land. Rainfalls are a dangerous hydrometeorological phenomenon, as they damage agriculture, washing away the fertile soil layer; contribute to a rise in the water level in rivers, flooding settlements, etc. Rainfall erosion is also developing on the territory of the Tomsk Region, where a focus of intense storm activity is formed in the warm season. In the Tomsk Region, the intensity of rainfall erosion in agricultural landscapes has not yet been sufficiently studied. According to forecasts of scientists, in the changing climate in the warm season, there will be an increase in precipitation of high intensity by 2-6 %, which will contribute to an increase in the impact of rainfall on agricultural lands. This article provides information on the number of days with showers, the layer of precipitation, the intensity and duration of precipitation, calculations were made to assess the potential soil washout by rainfall for the main soils of the region involved in agricultural production. The average annual soil washout by rainfall within the region according to calculation methods for different soil subtypes varies from 1.9 to 4.9 t/ha, but in the Tom-Yaysk interfluve (southeast of the Tomsk region) it can reach 32.16 t/ha and more. Thus, on the territory of the Tomsk region, storm erosion is developed from weak (less than 2 m3/ha per year) to moderately dangerous (2-5 m3 ha), in some places to very dangerous - up to 32.7 m3/ha and more. Based on field observations of soil washout in agricultural land with tilled grain and industrial crops after showers of different strengths, data on soil washout are presented, as well as the results of analyzes on the granulometric composition and the content of macroelements (nutrients) in the deposits of fans formed at different locations of agricultural landscapes. In the composition of deluvial deposits, particles of more than 0.01 mm prevail - up to 63.8 %, the humus content is close to its concentration in the upper horizons of arable land (from 2.6 to 5.7 %), and in some places exceeds these values, especially in small cones removal at the mouths of streaky erosion. Solid runoff of storm water has a significant content of nitrogen (0.35-0.52 %), phosphorus (0.28-0.33 %).
Keywords
water erosion,
rainfall,
agricultural landscapes,
Tomsk regionAuthors
| Evseeva Nina S. | National Research Tomsk State University | |
| Kvasnikova Zoya N. | National Research Tomsk State University | zojkwas@rambler.ru |
| Kuzhevskaya Irina V. | National Research Tomsk State University | ivk@ggf.tsu.ru |
Всего: 3
References
Азьмука Т.И. Ресурсы климата // Природные ресурсы Томской области. Новосибирск : Наука, 1991. С. 83-102
В Томске устраняют последствия ливня, затопившего почти 300 домов // Агентство Интерфакс-Сибирь. URL: http://www.interfax-russia.ru/Siberia/main.asp?id=248255 (дата обращения: 10.12.2020)
Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Томской области в 2015 году». Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, ОГБУ «Облкомприрода». Томск : Дельтаплан, 2016. 156 с
Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Томской области в 2018 году». Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, ОГБУ «Облкомприрода». Ижевск : Принт, 2019. 144 с
Грингоф И.Г. Основы сельскохозяйственной метеорологии. Том 1. Потребности сельскохозяйственных культур в агрометеорологических условиях и опасные для сельского хозяйственного производства погодные условия. Обнинск : ФГБУ «ВНИИГМИ - МЦД», 2011. 808 с
Евсеева Н.С, Ромашова Т.В. Опасные метеорологические явления как составная часть природного риска (на примере юга Томской области) // Вестник Томского государственного университета. 2011. № 353. C. 199-204
Евсеева Н.С., Кнауб Р.В. Оценка потенциального смыва почв на юго-востоке таежной зоны Западно-Сибирской равнины от стока дождевых осадков (на примере Томской области) // Рельефообразующие процессы: теория, практика, методы исследования: Материалы XXVIII Пленума Геоморфологической комиссии РАН (г. Новосибирск, 20-24 сентября 2004 г.). Новосибирск, 2004. С. 105-107
Заславский М.Н. Методические вопросы оценки факторов, определяющих эрозионную опасность земель // Эрозионные процессы Сибири. Новосибирск, 1978. С. 5-31
Золина О.Г., Булыгина О.Н. Современная климатическая изменчивость характеристик экстремальных осадков в России // Фундаментальная и прикладная климатология. 2016. Т. 1. С. 84-103
Ильина И.С., Лапшина Е.И., Лавренко Н.Н. Растительный покров Западно-Сибирской равнины. Новосибирск : Наука, 1985. 251 с
Катцков В.М., Кобышева Н.В., Мелешко В.П. и др. Оценка макроэкономических последствий изменения климата на территории Российской Федерации. М. : Д,АРТ: Главная геофизическая обсерватория, 2011. 252 с
Коршунов А.А., Коршунова Н.Н. Чрезвычайные ситуации в России, связанные с неблагоприятными условиями погоды в 2009, 2010, 2014, 2015 г. URL.: http://meteo.ru/climate/118-chrezvychajnye-situatsii-v-rossii/401-chrezvychajnye-situatsii-v-2009-godu (дата обращения: 20.05.2021)
Котилевская А.М. Погода на территории Российской Федерации в июле 2010 г. // Метеорология и гидрология. 2010. № 10. С. 103-107
Кужевская И.В., Пустовалов К.Н., Шарапова А.А. Характеристики конвективных кластеров, восстановленные по данным инструментов зондирования ATOVS // Фундаментальная и прикладная климатология. 2018. Т. 2. С. 69-85
Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности количественная оценка. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1993. 200 с
Лисецкий Ф.Н., Светличный А.А., Черный С.Г. Современные проблемы эрозионоведения. Белгород : Константа, 2012. 456 с
Литвин Л.Ф., Добровольская Н.Г., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф. Вариабельность факторов и количественные оценки эрозии // Двадцать восьмое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Пермь, 8-10 октября 2013 г.). Пермь, 2013. С. 129-131
Мирцхулава Ц.Е. Методические рекомендации по прогнозу водной (дождевой) эрозии почв. М. : ВАСХНИЛ, 1978. 61 с
Природные опасности России. Гидрометеорологические опасности. Т. 5 / под ред. Г.С. Голицына, А.А. Васильева. М. : Издательская фирма «КРУК», 2001. 296 с
Ромашова Т.В. Сезонные ритмы климата и их влияние на развитие эрозии почв (на примере юга Томской области) : дис. ... канд. геогр. наук. Томск, 2004. 239 с
Рутковская Н.В. География Томской области. Сезонно-агроклиматические ресурсы. Томск : Изд-во Том. ун-та, 1984. 158 с
СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий. М. : Минстрой России, 1996. 8 с
Соловьева Ю.А. Изучение выноса биогенных элементов с использованием метода дождевания // Двадцать восьмое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Пермь, 810 октября 2013 г.). Пермь, 2013. С. 158-159
Сухановский Ю.П. Модель дождевой эрозии // Почвоведение. 2010. № 9. С. 1114-1125
Трифонова Л.И. Климат // География Томской области. Томск, 1988. С. 42-76
Швебс Г.И. Теоретические основы эрозиоведения. Киев; Одесса: Вища школа, 1981. 222 с
Эрозия - актуальная проблема деградации почв // ГлавАгроном. URL: https://glavagronom.ru/articles/eroziya--aktualnaya-problema-degradacii-pochv (дата обращения: 13.12.2020)
Allan R.P., Soden B.J. Atmospheric Warming and the Amplification of Precipitation Extremes // Science. 2008. V. 321, Iss. 5895. P. 1481-1484. DOI: 10.1126/science.1160787
Bennett J.P. Concepts of mathematical modeling of sediment yield // Water Resources Research. 1974. V. 10, is. 3. P. 485- 492
Climate Change: IPCC Fourth Assessement Report, 2007. URL: https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar4/-syr.html (дата обращения: 10.12.2020)
Kiesel J., Schmalz B., Fohrer N. SEPAL - a simple GIS-based tool to estimate sediment pathways in lowland catchments // Advances in Geosciences. 2009. V. 21. P. 25-32
Nearing M.A. Impacts of Climate Change on Erosivity in United States: 2000-2050 // Soil erosion research for the 21st century. Proceedings of the International Symposium. Honolulu, 2001. P. 268-270
Palmer R.S. Waterdrop impact forces. Trans. ASAE, 1965. V. 8 (1). P. 69-72
Renard K.G., Foster G.R., Weesies G.A., McCool D.K., Yoder D.C., coordinators. Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning with the Revised Soil Loss Equation (RUSLE). U.S. Dept. of Agriculture, Agric. 1997. Handbook No. 703, 404 pp
Wischmeier W.N., Smith D.D. Predicting rainfall erosion losses // Agriculture handbook no. 537. Washington, DC, 1978. 65 p
