Ученые КФУ сообщили о гидрологических и эрозионных последствиях глобального потепления для крупного региона России

Исследования ученых приоритетного направления «Эконефть» позволяют наметить самые общие тенденции современных гидрологических и эрозионных изменений в речных бассейнах, а также выявить роль в них как климатических и антропогенных факторов.

Последние десятилетия современной истории нашей планеты навсегда запомнятся человечеству заметными климатическими изменениями, как в глобальном, так и региональном масштабах. Разумеется, не обошли стороной изменения и обширную Восточно-Европейскую равнину нашей страны, где сконцентрирована основная часть населения и площадей земель сельскохозяйственного назначения, сохранение и поддержание которых является одной из основ продовольственной безопасности России. Эпизодов с обострением проблем плодородия почв наша страна пережила не мало. Так, например, во времена позднего СССР, когда площадь пашни достигла своего исторического максимума, проблему водной эрозии плодородных почв в лесостепной и степной зонах данного региона пришлось решать на государственном уровне.

С 1990-х гг. изменения климата на равнине совпали с изменениями в землепользовании, которые были связаны с распадом Советского Союза, что выразилось в значительном сокращении площади обрабатываемых земель, в изменении структуры посевов. Особенно значительные потери площадей пашни были отмечены на юге лесного пояса Восточно-Европейской равнины в пределах РФ. Вполне очевидно, что отмеченные совокупные изменения должны были отразиться на интенсивности почвенно-эрозионных процессов. Современные исследования ученых приоритетного направления «Эконефть» позволяют наметить самые общие тенденции эрозионных изменений и выявить роль в них как климатических, так и антропогенных факторов. Особенно большой интерес у исследователей вызвал бассейн реки Дон. Водосборный бассейн этой реки признан одной из сельскохозяйственных житниц России, всестороннее исследование которого представляет особый практический интерес в плане экономики и устойчивого развития страны. Результаты научной работы были опубликованы в Environmental Research.

 «Входящие в бассейн реки Дон административные регионы России отличаются наиболее высокой долей в них земель пахотного назначения, чему благоприятствуют агроклиматические условия и плодородные почвы. По нашим оценкам, сокращение площади этих земель в бассейне реки в период с 1970–1987 г. по 1996–2017 гг. было значительным, ориентировочно до 20-30%, но всё же меньшим, чем в смежных географических регионах Русской равнины в пределах Российской Федерации. Но, с другой стороны, по заключению группы гидрологов из МГУ, в бассейне именно этой реки с конца 1970-х гг. произошли наиболее выраженные на равнине изменения речного стока воды, и особенно т.н. деградации половодья, обусловленная резким уменьшением слоя весеннего талого стока на почвах междуречий в бассейне. Именно этот талый сток на значительной части Русской равнины ещё несколько десятилетий назад считался ведущей причиной эрозионной деградации почв, загрязнения поверхностных вод рек, озёр, водохранилищ и прудов продуктами почвенной эрозии, т.е. смытыми минеральными и органическими компонентами почв», – сообщил сотрудник НИЛ палеоклиматологии, палеоэкологии, палеомагнетизма Артём Гусаров.  

 Как подчеркивает ученый, всестороннее исследование рек, озёр и других водных объектов имеет не только важное научное, но практическое значение. Но, вполне очевидно, что изучить всё огромное количество водотоков и водоёмов полностью, даже при самом высоком уровне развития гидрологической науки и техники, не предоставляется возможным с организационной и финансовой точек зрения. По этой причине в России, как и в других странах мира, проводят  гидрологические исследования лишь на ключевых водных объектах, выбор которых осуществляется исходя как из сложности дифференциации физико-географических условий в том или ином регионе страны, так по экономическим соображениям. Сама же программа  гидрологических наблюдений, в частности на реках, представляет из себя комплексные исследования целого ряда процессов и явлений с различной периодичностью – наблюдения за расходами и уровнями воды в реках, за её мутностью и стоком взвешенных наносов (преимущественно минеральных частиц, взвешенных в речных водах), химическим составом, температурным и ледовым режимами речных вод и т.д.

 «Вся собранная с многочисленных гидрологических постов и станций страны информация собирается и обрабатывается в едином центре, ныне это Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РФ, откуда поступает к заинтересованным пользователям. Кстати, подобные мониторинговые исследования проводятся с той или иной корректировкой программы не только на реках, но и на озёрах и водохранилищах. Имеется также и регулярный гидрометеорологический мониторинг состояния морской природной среды», – отмечает ученый.

Итоги исследования по бассейну реки Дон являются закономерными для специалистов, однако вызывают неподдельный интерес у простых обывателей.  Принято считать, что изменение климата – это явление, приводящее к целому ряду негативных, порой катастрофических, процессов, таких как участившиеся засухи, ураганы, наводнения и т.д. Но все же, наша планета столь разнообразна физико-географически, что даже ситуация с «глобальным потеплением» имеет обратную сторону медали. Так, например, отмечающийся в регионе исследования тренд роста зимних и весенних температур воздуха и почвы привёл к тому, что последние промерзают на меньшую глубину, в силу чего весенние талые воды стали сравнительно легко фильтроваться в почво-грунты, сокращая, тем самым, интенсивность почвенной и овражной эрозии на междуречьях. В то же время, увеличились объемы подземных вод, которые стали более активно разгружаться в реки в конце весны и летнее время, в силу чего многие считавшиеся ранее сезонно-пересыхающими малые водотоки верхних звеньев речной сети снова наполнись в тёплое время года водой, в период, который гидрологи называют летне-осенней меженью. Оживились и многие родники.

 «В последние два десятилетия значительно сократилась внутригодовая неравномерность речного стока воды, количество и вероятность опасных весенних наводнений, заметно улучшилась общая экологическая обстановка в речной сети как бассейна Дона, так и Восточно-Европейской равнины в целом, поскольку вместе с речными наносами, а именно преимущественно продуктами почвенно-овражной эрозии, ощутимо уменьшились и объёмы мигрирующих с ними загрязнителей окружающей среды. Эти климатически обусловленные процессы были усилены изменением землепользования после распада Советского Союза, когда многие выведенные из эксплуатации пашни перестали быть ареной активной почвенной и овражной эрозии, источником речных наносов», – рассказал Артём Гусаров.

 Таким образом, на первый взгляд кажущиеся негативными явления – изменение климата и сокращение площадей пашни после 1991 г. – наложились и привели к отмеченным положительным экологическим последствиям в речных бассейнах региона. Дальнейшие исследования позволят уточнить межрегиональные особенности отмеченных тенденций.

Исследования различных аспектов эрозионных процессов и их факторной обусловленности проводятся в Казанском университете уже не первый год. В последних исследованиях университетских ученых ощутимо возросла их климатическая и экологическая направленность, что особенно актуально в условиях современных динамичных изменений климата и землепользования, поскольку почвенная и овражная эрозия – это не только основной процесс разрушения земель и плодородия их почв, но и один из главных процессов-агентов загрязнения других природных объектов, таких как реки и их поймы, озёра, водохранилища, пруды, шельфовая зона морей и океанов, как самими продуктами эрозии, так и переносимыми ими загрязнителями, включая радиоактивные элементы, тяжёлые металлы и т.д. В последние годы в эрозионных исследованиях в Казанском университете традиционные полевые и стационарные исследования всё больше уступают место дистанционным методам, а также моделированию, в том числе на междисциплинарной основе.