Факторы эрозии почв в бассейновых геосистемах азиатской части России

По эрозионным моделям проведена количественная оценка факторов и интенсивности почвенной эрозии в макрорегионе азиатской части России южнее 60° с.ш. за период 2015–2021 гг. с пространственным разрешением 100 м и последующим обобщением результатов на более чем 100 тыс. бассейнов малых рек. Дождевая (ливневая) эрозия почв оценивалась с использованием модели USLE/RUSLE. Оценка талого смыва выполнена по методике научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ имени М.В. Ломоносова. Для макрорегиона впервые реализованы новые подходы оценки факторов эрозии: эрозионного потенциала дождевых осадков (R-фактор) и фактора растительности (C-фактор). Оценка R-фактора проводилась на основе разработанных статистических моделей с использованием внутрисуточных данных об осадках на метеостанциях Росгидромета и пространственных ковариат, полученных по данным дистанционного зондирования Земли. Оценка С-фактора выполнялась помесячно на основе многовременных данных дистанционного зондирования, предоставляющих информацию о типах земного покрова, плотности растительности, спектральных вегетационных индексах и фенологических метриках (продукты CGLSLC, Fcover, MOD13Q1, MYD13Q1, VNP22Q2). Впервые для макрорегиона получена современная оценка фактора талой эрозии — максимальных (предвесенних) запасов воды в снеге. Оценка выполнялась с использованием продукта CGLS SWE, получаемого по спутниковым данным. Годовая (талая и дождевая) интенсивность почвенной эрозии в целом по территории в среднем 3.1 т/га в год, при этом медиана 0.045 т/га в год. На пахотных землях темпы эрозии в среднем составляют 1.8 т/га в год, медиана 0.54 т/га в год.

1. Баженова О.И., Любцова Е.М., Рыжов Ю.В., Макаров С.А. Пространственно-временной анализ динамики эрозионных процессов на юге Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1997. 208 с.

2. Баженова О.И. Современная денудация предгорных степных равнин Сибири / науч. ред. В.П. Чичагов. Новосибирск: СО РАН, Академическое изд-во “Гео”, 2018. 259 с. https://doi.org/10.21782/B978-5-6041445-2-7

3. Баженова О.И., Тюменцева Е.М., Черкашина А.А., Голубцов В.А., Тухта С.А. Почвенные ресурсы юга Сибири // География и природные ресурсы. 2023. № 4. С. 37–45.

4. Географический атлас мира / отв. ред. В.И. Юрченко. М.: ГУГК, 1982. 252 с.

5. Ермолаев О.П., Мухарамова С.С., Мальцев К.А., Поляковa А.Р., Савельев А.А. Факторы эрозии почв в макрорегионе Европейской части России: моделирование, геоинформационное картографирование и пространственный анализ // Почвоведение. 2025. № 2. С. 287–300.

6. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки. М.: Изд-во МГУ, 1993. 198 с.

7. Лисецкий Ф.Н., Половинко В.В. Эрозионные катены на земляных фортификационных сооружений // Геоморфология. 2012. № 2. С. 65–78.

8. Лисецкий Ф.Н., Светличный А.А., Черный С.Г. Современные проблемы эрозиоведения. Белгород: Константа, 2012. 456 с.

9. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. Дис. … д-ра геогр. наук. М.: Академкнига, 2002. 256 с.

10. Литвин Л.Ф., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф., Добровольская Н.Г. География динамики земледельческой эрозии почв на Европейской территории России // Почвоведение. 2017. № 11. С. 1390–1400. https://doi.org/10.7868/S0032180X17110089

11. Литвин Л.Ф., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф., Добровольская Н.Г., Горобец А.В. География динамики земледельческой эрозии почв Сибири и дальнего востока // Почвоведение. 2021. № 1. С. 136–148. https://doi.org/10.31857/S0032180X2101007X

12. Национальный атлас России. Т. 2. Природа. Экология / гл. ред. В.М. Котляков, отв. ред. Г.Ф. Кравченко. М.: Роскартография, 2007. 495 с.

13. Танасиенко А.А., Путилин А.Ф., Артамонова В.С. Экологические аспекты эрозионных процессов // Экология. Серия аналит. обзоров мировой лит. 1999. Вып. 55. С. 1–91.

14. Хмелев В.А., Танасиенко А.А. Земельные ресурсы Новосибирской области и пути их рационального использования. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 349 с.

15. Цыпленков А.С., Чалов С.Р., Шинкарева Г.Л. Водная эрозия почв в бассейнах крупнейших рек Сибири // Изв. РГО. 2022. Т. 154. № 5–6. С. 86–111.

16. Чалов Р.С., Сидорчук А.Ю., Голосов В.Н. Эрозионно-русловые системы. М.: ИНФРА-М, 2017. 698 с.

17. Чалов С.Р. Речные наносы в эрозионно-русловых системах. Дис. … д-ра геогр. наук. М.: МГУ, 2021. 358 с.

18. Bazhenova O.I., Cherkashina A.A., Tyumentseva E.M., Golubtsov V.A., Sorokovikova L.M. Ecological consequences of soil degradation and water pollution in the Asian part of Russia (Siberia) / Global Degradation of Soil and Water Resources. Beijing: Springer, 2022а. P. 594–616. https://doi.org/10.1007/978-981-16-7916-2

19. Bazhenova O.I., Tyumentseva E.M., Golubtsov V.A. Soil erosion on the agricultural lands of the Asian part of Russia (Siberia): Processes, intensity and areal distribution / Global Degradation of Soil and Water Resources. Beijing: Springer, 2022б. P. 566–593. https://doi.org/10.1007/978-981-16-7916-2

20. Borrelli P., Robinson D.A., Fleischer L.R., Lugato E., Ballabio C., Alewell C., Meusburger K., Modugno S., Schütt B., Ferro V., Bagarello V., Oost K.V., Montanarella L., Panagos P. An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion // Nat. Commun. 2017. Vol. 8. Art. 2013. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02142-7

21. Borrelli P., Alewell C., Alvarez P., et al. Soil erosion modelling: A global review and statistical analysis // Sci. Total Environ. 2021. Vol. 780. Art. 146494. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146494

22. Chizhikova N., Yermolaev O., Golosov V. Changes in the Regime of Erosive Precipitation on the European Part of Russia for the Period 1966–2020 // Geosciences (Switzerland). 2022. Vol. 12. № 7. 279 p. https://doi.org/10.3390/geosciences12070279

23. Das S., Jain M.K., Gupta V., et al. GloRESatE: A dataset for global rainfall erosivity derived from multi-source data // Sci. Data. 2024. Vol. 11. Art. 926. https://doi.org/10.1038/s41597-024-03756-5

24. Desmet P.J.J., Govers G.A. GIS-procedure for automatically calculating the USLE LS-factor on topographically complex landscape units // JSWC. 1996. Vol. 51. № 5. P. 427–433.

25. Golosov V.N., Collins A.L., Dobrovolskaya N.G., Bazhenova O.I., Ryzhov Yu.V., Sidorchuk A.Y. Soil loss on the arable lands of the forest-steppe and steppe zones of European Russia and Siberia during the period of intensive agriculture // Geoderma. 2021. Vol. 381. Art. 114678. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114678

26. Hastie T., Tibshirani R. Generalized Additive Models // Statist. Sci. 1986. Vol. 1. № 3. P. 297–310. https://doi.org/10.1214/ss/1177013604

27. Hochreiter S., Schmidhuber J. Long short-term memory // Neural Computation. 1997. Vol. 9. № 8. P. 1735–1780.

28. Ivanov M.A., Mukharamova S.S., Yermolaev O.P. Mapping croplands with a long history of crop cultivation using time series of Modis vegetation indices // Uchenye Zapiski Kazanskogo Univ. Ser. Estestvennye Nauki. 2021. Vol. 162. № 2. P. 302–313. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2020.2.302-313

29. Lee S., Wolberg G., Shin S.Y. Scattered data interpolation with multilevel B-splines // IEEE Trans. Visual. Comput. Graphics. 1997. Vol. 3. № 3. P. 228–244. https://doi.org/10.1109/2945.620490

30. Matthews F., Borrelli P., Panagos P., Bezak N. Dynamic assessment of rainfall erosivity in Europe: evaluation of EURADCLIM ground-radar data // Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss. 2025. (In press). https://doi.org/10.5194/hess-2024-402

31. Moore I.D., Nieber J.L. Landscape Assessment of Soil Erosion and Nonpoint Source Pollution // JMAS. 1989. Vol. 55. № 1. P. 18–25.

32. Mukharamova S., Saveliev A., Ivanov M., Gafurov A., Yermolaev O. Estimating the Soil Erosion Cover-Management Factor at the European Part of Russia // IJGI. 2021. Vol. 10. № Art. 645. https://doi.org/10.3390/ijgi10100645

33. Panagos P., Ballabio C., Borrelli P., et al. Rainfall erosivity in Europe // Sci. Total Environ. 2015. Vol. 511. P. 801–814. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.008

34. Panagos P., Borrellia P., Meusburgerb K., Alewellb Ch., Lugatoa E., Montanarella L. Estimating the soil erosion cover-management factor at the European scale // Land Use Policy. 2015. Vol. 48. P. 38–50. http://dx.doi.org/10.1016/j.landusepol.2015.05.021

35. Panagos P., Borrelli P., Spinoni J., et al. Monthly Rainfall Erosivity: Conversion Factors for Different Time Resolutions and Regional Assessments // Water. 2016. Vol. 8. № 4. Art. 119. https://doi.org/10.3390/w8040119

36. Panagos P., Hengl T., Wheeler I., et al. Global rainfall erosivity database (GloREDa) and monthly R-factor data at 1 km spatial resolution // Data in Brief. 2023. Vol. 50. Art. 109482. https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109482

37. Renard K.G., Foster G.R., Weesies G.A., McCool D.K., Yoder D.C. Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the revised universal soil loss equation (RUSLE). U.S. Department of Agriculture, 1997. 403 p.

38. Renard K.G., Yoder D.C., Lightle D.T., Dabney S.M. Universal Soil Loss Equation and Revised Universal Soil Loss Equation. In: Handbook of Erosion Modelling / R.P.C. Morgan, M.A. Nearing (Eds.). Wiley, 2011. P. 137–167. https://doi.org/10.1002/9781444328455.ch8

39. van Rossum G., Drake F.L. Python 3 Reference Manual. Scotts Valley, CA: CreateSpace, 2009. 242 p.

40. Wischmeier W.H., Smith D.D. Predicting rainfall erosion losses: A guide to conservation planning. Washington: US Gov. Print. Office, 1978. 537 p.

41. Yamazaki D., Ikeshima D., Tawatari R., Yamaguchi T., O’Loughlin F., Neal J.C., Sampson C.C., et al. A high‐ accuracy map of global terrain elevations // Geophys. Res. Let. 2017. Vol. 44. № 11. P. 5844–5853. https://doi.org/10.1002/2017GL072874