Продолжающееся антропогенное воздействие на речные экосистемы Российской Арктики приводит к трансформации их экологического состояния, что делает необходимой оценку антропогенной нагрузки и сопоставление ее со степенью загрязненности воды устьевых областей арктических рек. В научной практике для оценки антропогенной нагрузки на водные объекты используются различные подходы. Основным является методология экологического нормирования и определения критических уровней нагрузки на водные экосистемы. В данном исследовании оценка уровня антропогенной нагрузки на устьевые участки рек выполнена с использованием модулей стока химических веществ - интегральных показателей качества водной среды - легкоокисляемых органических веществ, азота аммонийного и нефтепродуктов.

В данной работе представлены результаты оценки уровня антропогенной нагрузки на устьевые участки рек и данные о качестве вод арктических рек России за периоды 1980-1999 и 2000-2018 гг. Объекты исследования - река Печора и ее притоки (реки Уса, Колва, Адзьва и Сула), реки Обь, Пур, Таз, Енисей, Анабар, Лена, Яна, Индигирка и Колыма.

В ходе сравнительного анализа уровня антропогенной нагрузки по модулям стока азота аммонийного, органических веществ и нефтепродуктов были выявлены значительные отличия. Так, для рек бассейна Печоры и Западной Сибири характерен более высокий уровень антропогенной нагрузки, в то время как реки Восточной Сибири испытывают наименьшую суммарную антропогенную нагрузку. В динамике для большинства изученных крупных рек арктической зоны России антропогенная нагрузка снижается по большинству оцениваемых показателей. При этом качество воды рек арктической зоны Европейской России и Восточной Сибири изменяется в пределах 3-го и 4-го классов качества, а Западной Сибири - 4- го и 5- го классов . В целом для исследуемых рек выявлены разнонаправленные тенденции изменения качества воды. На основе корреляционного анализа статистически подтверждена тенденция улучшения качества воды для изученных притоков реки Печоры и устьевых участков рек Енисей, Анабар, Индигирка и Колыма.

Результаты исследования могут быть использованы для разработки экологически обоснованных водоохранных мероприятий с целью повышения экологической безопасности в уязвимых устьевых областях арктических рек.

Обзор и анализ появившихся за два последние десятилетия литературных данных о миграционных связях и характере трансформации полиаренов в системе «почвы - природные воды - атмосферный воздух» показывают, что направленность и интенсивность этих явлений зависят от сочетания многих факторов - климатических условий, физических и химических свойств среды, особенностей и активности микробиоты, характера растительного покрова, а также от источников, характеристик и состава самих полиаренов. Основными общими процессами, в которые вовлекаются ПАУ в почвах, природных водах и атмосфере являются улетучивание этих соединений, осаждение, вымывание, сорбция, фото- и биодеградация. В каждой из указанных сред и при взаимодействии между ними интенсивность указанных процессов разная. При этом разными характеризуются и уровни изученности явлений миграции и трансформации полиаренов в трех средах. Проведенный анализ показывает, что по рассматриваемой теме весьма интенсивно идет накопление новых знаний, формируются новые подходы к исследованиям, привлекаются современные методы получения данных. Вместе с тем в исследовании некоторых вопросов еще остаются белые пятна, имеет место неоднозначность научных оценок, а в ряде случаев и противоречивость получаемых выводов.

В статье рассматривается региональная охрана фиторазнообразия развитого горнопромышленного района арктической зоны РФ на примере Хибинских гор и предгорной равнины. Здесь расположен крупный промышленный узел Мурманской области c горнодобывающими и перерабатывающими предприятиями и населением более 80 тыс. человек. Хибины и предгорная равнина отличаются исключительным разнообразием ландшафтов и растительности, а также высоким биоразнообразием видов растений. Информация о редких и исчезающих видах растений и лишайников была собрана в ходе флористического и геоботанического обследования территории в 2010-2020 гг., а также анализа литературных и гербарных материалов. Около 20% от общего числа редких и исчезающих видов в Мурманской области зарегистрировано в Хибинах и на прилегающей равнине, преимущественно в границах 11 ООПТ общей площадью 123 220 га. Некоторые редкие виды осваивают антропогенно преобразованные территории. Наиболее критичными факторами для утраты биоразнообразия в Хибинских горах являются развитие горнодобывающей промышленности, вырубка лесов и пожары. Вблизи горнодобывающих предприятий и городов возрастает важность создания малых ООПТ, поскольку даже небольшие охраняемые территории существенно способствуют сохранению биоразнообразия. Условием существования и развития поляризованного ландшафта является охрана природного компонента в виде крупной ООПТ, в противном случае происходит антропогенная трансформация даже его удаленных участков, фрагментация ландшафта и снижение биоразнообразия. В настоящее время благодаря системе ООПТ район представляет собой успешную модель территориальной охраны биоразнообразия, сочетающей точечную и обширную площадную охрану редких и исчезающих видов и редких растительных сообществ.

Показана перспективность использования беспилотных летательных аппаратов при осуществлении мониторинга берегов водохранилищ, особенно не оборудованных пунктами наблюдения сети ГМВО. Для ряда участков берегов Цимлянского водохранилища с использованием способов взаимной привязки аэроснимков по опорным точкам и последовательного, поинтервального, параллельного рассмотрения разновременных ортофотопланов выполнена оценка последствий активизации абразионной деятельности, выразившихся в отступании бровки береговых обрывов и сокращении земельного фонда.

Первым способом, обеспечивающим точность наблюдения в пределах 10 см, на нескольких участках выделены периоды смещения бровки береговых обрывов на 5-30 м, приведшие к сокращению земельного фонда на величину от 2,8 до 22 тыс. м², и периоды стабилизации, когда положение бровки обрывов практически не изменялось.

Вторым способом уверенно выделены интервалы активизации экзогенных геологических процессов (ЭГП), в результате которых произошло отступание берегового обрыва на 1 м и более.

Показано, что наиболее значительные изменения конфигурации берегового склона произошли в результате прохождения шторма в мае 2018 г. при нормальном подпорном уровне (НПУ) в районе хуторов Овчинников и Веселый и станицы Нагавской. Вероятно, в этот же период произошло отступание берегов на величину до 5-10 м на нескольких участках в районе садового товарищества «Винзавод» и интервала от восточного мыса Жуковского залива до створа ст. Баклановской.

Установлено, что стабилизация береговой линии совпадает с периодами положения уровня воды в водохранилище на 1-2 м ниже НПУ и отсутствием обильных атмосферных осадков. В эти периоды интенсивность экзогенных геологических процессов заметно снижается. Основными формами ее проявления являются трещины отрыва, проходящие на расстоянии до первых метров от бровки обрыва; обрушения небольших блоков горных пород; образование небольших оплывин.

Пространственная дезинтеграция понимается в исследовании как процесс нарушения и разрушения системообразующих связей между административно-территориальными единицами государства. На основе ранее выполненных другими авторами исследований выделено семь факторов пространственной дезинтеграции: исторический, социально-экономический, внутриполитический, этнокультурный, транспортный, военно-стратегический и внешнеполитический. Для количественной оценки рисков пространственной дезинтеграции разработана методика расчета, позволяющая проводить сравнительную характеристику опасности дезинтеграции как для отдельных стран в качестве целостных систем, так и для их административно-территориальных единиц.

Риски пространственной дезинтеграции рассчитаны для трех стран Латинской Америки - Венесуэлы, Мексики и Чили, которые довольно сильно различаются между собой в социально-экономическом, этнокультурном и политико-административном плане. Выявлено, что среди этих стран наибольший риск пространственной дезинтеграции свойствен Венесуэле. Самые значительные риски пространственной дезинтеграции на субнациональном уровне в Венесуэле характерны для штата Тачира; в Мексике - для штатов Нижняя Калифорния и Тамаулипас; в Чили - для областей Арика-и-Паринакота, Араукания.

Проведен корреляционный анализ между параметрами, показывающими действие различных факторов дезинтеграции. В Мексике значимы следующие корреляции: положительная между социальноэкономическим и внешнеполитическим факторами и отрицательные между социально-экономическим и этнокультурным, социально-экономическим и транспортным факторами. В Венесуэле корреляция между социально-экономическим и этнокультурным факторами положительная, так же как и между внешнеполитическим и внутриполитическим, а отрицательная - между социально-экономическим и внутриполитическим факторами. В Чили выявлены всего две значимые корреляции: между социально-экономическим и военно-стратегическим, социально-экономическим и внешнеполитическим факторами.

Метод главных компонент позволил выявить в рассматриваемых странах Латинской Америки две ведущие компоненты. Первая - фронтирные регионы с высоким уровнем развития человеческого потенциала, которые при этом слабее интегрированы в экономические и транспортные связи со своими соседями внутри страны. Вторая - регионы-«импланты», отличающиеся от основной группы регионов страны по расовой композиции и имеющие усиленный силовой контроль материнского государства.

Проведено сравнение методов интерполяции топографических данных для создания гидрологически корректной цифровой модели рельефа на примере залесенных территорий национального парка «Нижняя Кама», Республика Татарстан, Россия. Для работы использованы доступные топографические карты территории парка в масштабе 1 : 100 000. Методы интерполяции - метод обратно взвешенных расстояний с различными параметрами степени p (IDW1, IDW2, IDW3, IDW4), ординарный кригинг с моделями вариограммы Матерна (OKMat) и сферической (OKSph), метод иерархических базисных сплайнов (MBS), метод сплайнов типа тонкой пластины (TPS) - оценивались по показателю вертикальной точности и по гидрологической точности. Гидрологическая точность вычислялась на основе расстояния сети каналов, выделенных на основе интерполированных моделей рельефа, от их реального расположения на местности. Результаты оценки на основе узлов изолиний и характерных точек местности показали, что метод обратно взвешенных расстояний характеризуется наибольшей погрешностью при создании цифровой модели высот. Геостатистические и сплайновые методы обладают схожей точностью. По точности выделения сети каналов методы располагаются в порядке: IDW1 - IDW3 -MBS - IDW4 - IDW2 - OKSph - TPS - OKMat. В целом, можно заключить, что для задач, требующих гидрологически корректной модели рельефа, методы TPS и ординарный кригинг позволяют получить наиболее реалистичное отображение рельефа. В частности, метод ординарного кригинга с моделью вариограммы Матерна является наиболее корректным интерполятором из рассмотренных для обследованной территории НП «Нижняя Кама».

Статья посвящена анализу хозяйственной освоенности водосбора р. Дон с использованием статистических материалов, данных дистанционного зондирования Земли из космоса и геоинформационных технологий. Источниками являлись данные официальной государственной статистики, а также информационные продукты типов земного покрова Global Land Cover разрешением 30 м и продукт Европейского космического агентства CCI Land Cover разрешением 250 м. Авторами разработана отраслевая геоинформационная система, которая содержит сведения об основных типах подстилающей поверхности, посевных площадях, валовых сборах и урожайности сельскохозяйственных культур в бассейне в разрезе 43 расчетных водохозяйственных участков, восьми укрупненных водохозяйственных участков, 276 муниципальных районов, 15 субъектов Российской Федерации и трех областей Украины. Установлено повышение величин посевных площадей и валовых сборов культур, что приводит к повышению расходов почвенной влаги на транспирацию. В северо-западной части бассейна, для которой характерно снижение модуля поверхностного и рост модуля подземного стока, определено существенное преобладание яровых культур над озимыми (примерно 60% против 40%). Зяблевая пахота, необходимая перед севом яровых культур, снижает поверхностный сток и усиливает фильтрацию. Тенденции развития сельского хозяйства в бассейне направлены на увеличение посевных площадей, массы вносимых минеральных и органических удобрений и соответствующий рост валовых сборов основных культур (в первую очередь зерна, сахарной свеклы, картофеля). По официальным данным посевная площадь в российской части бассейна составляет около 17 млн га против 30-34 млн га по данным ДЗЗ. Площадь лесов в бассейне составляет около 2,8 млн га, а урбанизированных территорий - 1,4 млн га, или 3,2%. Актуальные данные о земной поверхности должны использоваться при моделировании и анализе водного баланса водосборов р. Дон и его притоков.

Работа посвящена оценке возможных изменений уровенного режима одного из крупнейших водных объектов Средней Азии. Айдар-Арнасайская система озер имеет антропогенное происхождение, формируясь притоком коллекторно-дренажных вод с орошаемых к востоку от нее земельных массивов. Периодические сбросы пресной водой из Шардаринского водохранилища в прошлом приводили к трансгрессии уровня воды в озерной системе. Отсечение плотиной Арнасайских озер и прогнозируемое отсутствие притока пресной воды ставит задачу оценки изменения уровня воды в оставшейся системе Айдаркуль-Тузкан с учетом различных вариантов объема притока коллекторно-дренажных вод. Задача решалась на основе имитационного моделирования стохастического уравнения водного баланса озерной системы. При сохранении современного объема годового притока в перспективе равновесный уровень воды понизится от современной отметки 245 м абс до отметки около 239 м абс. При увеличении среднего притока на 0,5 км³/год колебания уровня будут происходить относительно равновесной отметки 243 м. При уменьшении среднего притока на ту же величину равновесная отметка понизится до 236 м абс.

Целью данной работы является обсуждение и выявление причин, по которым над бровкой шельфа Черного моря происходило поднятие верхней границы сероводородной зоны, наблюдавшееся в 2015-2019 гг. Для гидрохимии Черного моря положение этой границы имеет важнейшее значение, поскольку в случае ее поднятия к поверхности морю грозит экологическая катастрофа. С учетом интенсивного межбассейнового водообмена это может повлиять на состояние экосистем Восточного Средиземноморья и Азовского моря.

В статье обсуждаются особенности положения верхней границы сероводорода, определяемой по изосульфиде 3 мкМ, над бровкой шельфа Крыма, полученные по данным экспедиционных исследований Морского гидрофизического института РАН в 2015-2019 гг. Применимо к западному шельфу Крыма, который является частью северо-западного шельфа Черного моря (СЗШ), положение границы сероводорода на бровке имеет особое значение. Возможное «затекание» сероводорода из глубоководной части моря на северо-западный шельф может еще более усугубить и без того не самое благоприятное экологическое состояние придонных вод шельфа, в которых в теплое время года регулярно возникает гипоксия, в некоторых случаях завершающаяся замором рыбы.

Сравнение осредненных профилей концентрации сероводорода в шкале условной плотности σ_t показало, что профили над южным шельфом Крыма (к востоку от м. Херсонес) незначительно отличаются от профилей для глубоководной части моря, сероводородная зона в этих районах появляется на изопикнической поверхности σ_t = 16,15 кг/м³. Тогда как на СЗШ Черного моря ее появление происходит несколько выше, на σ_t = 16,06-16,09 кг/м³. Среди профилей 21 станции, выполненных в 2015-2019 гг. на СЗШ, были выделены три станции, на которых сероводород появился неожиданно высоко на глубине 85-90 м. Причины такого подъема оказались связаны исключительно с динамикой вод в начале декабря 2017 г., поскольку в шкале плотностей эти три станции никак не выделялись. Их профили располагались рядом и пересекались со средним профилем по СЗШ, изосульфида 3 мкМ для них располагалась, как и на большинстве других шельфовых станций, на изопикне σ_t = 16,06-16,09 кг/м³. Были выделены также пять станций, располагающихся над бровкой шельфа, на которых появление сероводорода происходило выше изопикнической поверхности σ_t = 16,0 кг/м³. Анализ гидрологической обстановки показал, что эти станции находились на периферии антициклонических круговоротов, что во всех случаях способствовало выносу наверх по склону расположенных ниже сероводородсодержащих вод.

Для оценки влияния степени засоления и химизма легкорастворимых солей на дифференциацию тяжелых металлов в почвах Барабинской лесостепи изучено внутрипрофильное распределение подвижных форм, экстрагируемых NH₄Ac и 1н HNO₃, и общего содержания Co, Ni, Cu, Zn, Pb в сопряженных черноземах, солонцах темных квазиглеевых и квазиглееватых, гумусово-квазиглеевых почвах разной степени засоления и солончаках, сформировавшихся в пределах двух ключевых участков (Барабушка и Чаны). Полученная по результатам анализа водной вытяжки сумма токсичных солей изменялась от <0,1% в незасоленных черноземах квазиглееватых до 3% (очень сильное засоление) в верхних горизонтах солончаков. В отдельных разрезах черноземов (квазиглееватых) отмечаются признаки солонцева-тости и присутствие соды. Засоление хлоридами, сульфатами и нитратами натрия гумусовых и органогенных горизонтов гумусово-квазиглеевых солончаковых почв и солончаков способствует увеличению подвижности Co, Ni, Cu, Pb и их выносу из поверхностных горизонтов радиальными и латеральными потоками. Сульфатно-содовое засоление солонцов темных разной степени гидроморфности и гумусово-квазиглеевых почв способствует аккумуляции тяжелых металлов на щелочно-сорбционном барьере в солонцовых и карбонатных горизонтах. Распределение подвижных форм Zn в исследуемых почвах определяется в первую очередь его биогенной аккумуляцией в поверхностных горизонтах.

На северо-восточном берегу Охотского моря в устье р. Паланы находится одноименный поселок – важный для Камчатского края рыбопромышленный центр. Выход из реки в море преграждается косой, переформирования которой сильно осложняют судоходство. Статья посвящена решению этой проблемы. Работа основана на анализе архивных и литературных источников, космических снимков, материалов собственных полевых исследований, а также на результатах моделирования. Установлено, что в многолетней морфодинамике устья можно выделить три варианта развития событий: последовательное удлинение косы на ЮЮЗ со средней интенсивностью 100–150 м/год; нарастание косы в том же направлении на 400–600 м и более в год; относительная стабильность косы. Удлинение косы в ЮЮЗ направлении – это естественное явление. Наибольшая длина косы достигала 2,8 км. В редких случаях (несколько раз за столетие) возможен прорыв косы и спрямление устья по природным причинам (скорее всего, при значительном повышении водного стока реки в половодье и паводки). Кроме этого, устье р. Паланы неоднократно спрямлялось искусственно. После естественного или антропогенного прорыва косы цикл развития устья начинается заново. Источниками наносов для удлинения косы служат подводный береговой склон и активные уступы на абразионном участке берега к северу от устья реки (роль речных наносов мала). Для местного судоходства наибольшую опасность представляет приближение оконечности косы к скалам и камням, находящимся южнее устья реки. Эта проблема может быть решена только одним способом – контролем длины косы. Для этого разработаны рекомендации, учитывающие имеющиеся в поселке материально-технические ресурсы и практический опыт. Определены условия, при которых необходимы гидротехнические мероприятия, наиболее благоприятное время для их проведения и способ сооружения новой прорвы.

Изложены результаты исследования роста чистых деревостоев в 33–36-летних 2–4-рядных полезащитных лесных полосах (ПЗЛП) на юге Западной Сибири. Приведен анализ реакции текущего прироста в высоту и в диаметре модельных деревьев Ulmus laevis PALL., Betula pendula ROTH и Pinus silvestris L. на флуктуации суммы атмосферных осадков за гидрологический год, холодный и теплый период, а также изменение густоты и возраста насаждений. Установлено, что рост и долговечность древостоев в малорядных ПЗЛП находится в большой зависимости от режима атмосферного увлажнения, других факторов, определяющих их влагообеспеченность. Твердые осадки имеют большое значение в их водном питании, которое увеличивается с густотой и возрастом насаждений. Значение летних осадков, наоборот, снижается, и в целом остается невысоким. Снежные зимы задерживают начало вегетации, замедляют рост лиственных пород, а рост сосны, напротив, ускоряют. Создание лесных полос сближенными рядами и увеличение числа рядов ухудшает их рост, повышает его зависимость от состояния почвы на прилегающих полях. Опушечные ряды кустарника, напротив, увеличивая объем задержанного снега и весенние запасы почвенной влаги, уменьшают влияние на рост деревьев погодных условий вегетационного периода, прилегающих полей и возраста древостоя.

В целом, на каштановых почвах Западной Сибири относительно устойчивый рост, а следовательно, и большую долговечность имеют 2‒3-рядные полосы с междурядьями шириной около 3 м и густотой в среднем возрасте 1–2 тыс. деревьев на 1 га. В полезащитном лесоразведении на юге региона следует шире использовать чистые посадки Pinus silvestris L., Ulmus laevis PALL., а также лесные полосы с опушечными рядами невысокого кустарника, и приемы агротехнической мелиорации при их создании, своевременно проводить рубки ухода в молодых и средневозрастных насаждениях.

На примере Десногорского водохранилища рассмотрены особенности термического режима водохранилища-охладителя. На базе анализа результатов гидрологических съемок водохранилища в различные сезоны подробно описана структура водной толщи и ее трансформация внутри года в области влияния теплового стока от Смоленской атомной электростанции (САЭС). Рассмотрены причины отсутствия обратной стратификации в зимнее время в наиболее перемешанной части области теплового воздействия. Отмечено, что в частях акватории, непосредственно примыкающих к месту разгрузки теплового стока от САЭС, прямая стратификация водной толщи может поддерживаться и в зимний период. Для термически измененной части водохранилища описан процесс формирования и длительного стояния осенне-зимне-весенней гомотермии и ее переход в весенне-летнюю прямую стратификацию. Рассмотрено ее взаимодействие с частью водной массы водохранилища, не затронутой тепловым воздействием. Отмечено, что весенний переход на прямую стратификацию существенно ускоряется вследствие действия плотностного (холодного) потока у дна и теплового у поверхности.