Новости
Павел Рязанцев, геофизик, старший научный сотрудник лаборатории экологического мониторинга и моделирования ОКНИ КарНЦ РАН
2 августа 2022
Карельские ученые работают над новой методикой исследования почв при помощи георадиолокационного зондирования. Пока основным способом изучения в этой области остается ручная раскопка почвенных разрезов, что весьма трудоемко. Использование георадара позволит анализировать большие по площади территории за относительно короткое время. Это поможет быстрее и эффективнее проводить почвенное картирование, фиксировать вариабельность почвенного покрова, выявлять уязвимые или загрязненные участки почв. Практическая реализация может найти применение в точном земледелии и экологическом мониторинге.
Разработкой системы комплексного мониторинга окружающей среды Восточной Фенноскандии, входящей в Арктическую зону РФ, занимается лаборатория экологического мониторинга и моделирования Отдела комплексных научных исследований (ОКНИ) КарНЦ РАН. Одно из направлений этой темы – разработка новых подходов к изучению почв на основе современных цифровых методов диагностики, таких как георадиолокация. Пока основным способом исследования в этой области науки остается ручная раскопка: чтобы изучить какие почвы представлены на той или иной территории, какими свойствами они характеризуются, специалисты делают почвенный разрез и берут для анализа образцы грунта. Использование бесконтактных способов поможет ускорить исследования и охватить большие по площади территории. В зарубежной литературе для подобных методов в почвоведении используется термин «проксимальные зондирующие методы».

– Внедряя георадиолокацию в традиционный комплекс почвенных методов, мы получаем возможность диагностировать значительные по площади территории – до нескольких километров за один день. Это позволяет эффективнее находить области, где происходит трансформация почвенного покрова, вызванная как глобальными изменениями окружающей среды, так и антропогенными факторами. Как пример можно привести следующую ситуацию: произошел разлив дизельного топлива, часть его просочилась в почвенную толщу, и визуально степень загрязнения определить затруднительно, вручную отбирать образцы достаточно долго, но по данным георадиолокации можно получить первичный контур места загрязнения относительно быстро и недорого. Также метод может быть полезен в точном земледелии, когда речь идет о больших по площади сельскохозяйственных угодьях, где нужно проанализировать, к примеру, влажность почвы. Наконец, георадиолокация позволит ученым находить новые интересные природные объекты для дальнейшего, более детального, изучения, – пояснил Павел Рязанцев, геофизик, старший научный сотрудник лаборатории экологического мониторинга и моделирования ОКНИ КарНЦ РАН.

В июле в авторитетном международном журнале CATENA вышла научная статья Павла Рязанцева и Ольги Бахмет, известного почвоведа, члена-корреспондента РАН, руководителя лаборатории, генерального директора КарНЦ РАН. В ней ученые обобщили мировой опыт по использованию дистанционных средств изучения почв и привели результаты своей работы по описанию почвенных горизонтов подзолистых почв с помощью георадиолокации в таежных лесах центральной Карелии.

По словам Павла Рязанцева, разработка методов дистанционного зондирования – общемировой тренд. Однако универсального решения этой задачи пока нет. Она осложняется многообразием и сложностью строения разных типов почв, отдельные свойства которых к тому же могут меняться в разных климатических условиях и временных диапазонах.

– Практически каждый случай индивидуален и уникален, поэтому надо набирать общую мировую базу данных, чтобы разработать общую универсальную методологию съемки, – отметил геофизик.

Ученые проводят исследования на Кольском полуострове в рамках экспедиции к Терскому берегу, организованной ОКНИ КарНЦ РАН

Сейчас ученые ОКНИ КАРНЦ РАН работают с типами почв, характерными для Карелии. Один экспериментальный участок был выбран в Заонежье, где почвы формируются на шунгитовых сланцах, богатых углеродом, второй – на территории заповедника «Кивач», где анализируются типичные для Карелии подзолы. Ранее участки детально исследовали почвоведы лаборатории лесного почвоведения Института леса КарНЦ РАН: они вручную отбирали образцы с разных горизонтов, описывали растительный покров и т.д. Павел Рязанцев, в свою очередь, «просвечивал» эти территории георадаром. В итоге, полученные результаты сопоставляются для определения уровня достоверности георадарного зондирования.

–Мы изучаем электрофизические свойства каждого генетического горизонта в почвенных разрезах и определяем, какие из них наиболее ярче всего себя проявляют в геофизических полях. Это позволит понять, как правильно и наиболее эффективно анализировать георадарные данные и какими конкретными геофизическими атрибутами будут характеризоваться исследуемые типы почв. Согласование между характеристиками почвы и регистрируемыми параметрами георадарного сигнала – необходимое сегодня условие для определения возможностей и ограничений метода, – пояснил Павел Рязанцев.

По итогам проведенной работы уже выяснилось, что применение георадара позволяет с высокой точностью определять даже маломощные почвенные горизонты, оценивать изменения их электрофизических параметров, как в горизонтальной проекции, так и на глубину, а также обнаруживать локальные почвенные неоднородности. Кроме того, ученые обнаружили, что параметры отраженного сигнала георадара связаны с содержанием органического углерода в почве. Это открывает новые возможности для определения запасов почвенного углерода, что важно в свете актуальной задачи изучения глобальных депонированных запасов углерода в почвах, географии распространения и уровнях выбросов в атмосферу.

Фото: Станислав Кутенков, Николай Петров

Смотрите также:

Ученые вспоминают о своих родственниках, воевавших в 1941–1945 гг.
9 мая 2025
В День Победы сотрудники КарНЦ РАН поделились воспоминаниями о своих родных — участниках Великой Отечественной войны

Великая Отечественная война затронула практически каждую российскую семью, оставив глубокий след в судьбах миллионов. В честь Дня Победы генеральный директор Карельского научного центра РАН Ольга Бахмет и сотрудники институтов поделились воспоминаниями о своих родных — участниках войны, их боевом пути и подвигах. Эти истории — часть общей памяти, которую мы храним и передаём ради будущего.
С Днем Победы!
Виртуальная выставка "Путь к Победе"
7 мая 2025
Судьбы ученых-фронтовиков, архивные документы и редкие письма на карельском языке представлены на виртуальной выставке КарНЦ РАН

Карельский научный центр РАН представил виртуальную выставку "Путь к Победе", посвященную 80-летию Победы в Великой Отечественной войне. На ней можно узнать о судьбах ученых, служивших в рядах Красной армии в 1941–1945 годах, познакомиться с материалами из Научного архива КарНЦ РАН – фотографиями встречи Онежской флотилии и документами, отражающими работу исследователей в военные годы. Отдельный раздел посвящен результатам Марафона писем на карельском и вепсском языках, в ходе которого сотрудники ИЯЛИ КарНЦ РАН собрали редкие фронтовые весточки.
О.Н. Бахмет - встреча 6 мая
6 мая 2025
Руководство Карельского научного центра РАН провело встречу с представителями профсоюзных организаций

Встреча прошла по инициативе генерального директора КарНЦ РАН Ольги Бахмет.
Поводом для мероприятия послужили спорные формулировки, которые использовала председатель объединенного комитета профсоюза (ОКП) КарНЦ РАН Татьяна Попова в своей презентации на конференции трудового коллектива, посвященной обсуждению хода выполнения нового коллективного договора между работодателем и работниками. Материалы своей презентации председатель профсоюзного объединения разместила в открытых источниках, несмотря на то, что она знала, что по ряду выводов администрация Центра хотела бы проконсультировать ее во избежание ошибок.
Алексей Паршуков, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биологии КарНЦ РАН, руководитель исследования
28 апреля 2025
Карельские биологи успешно протестировали метод обнаружения гельминтов у рыб по наличию их ДНК в воде

Специалисты Института биологии КарНЦ РАН впервые в республике опробовали метод анализа ДНК окружающей среды (e-DNA) для обнаружения модельного паразита рыб в зоне влияния форелевых хозяйств. Это особенно важно в связи с распространением рыбоводческих ферм, использующих практику перевозки посадочного материала (мальков) из одних водоемов в другие, что грозит появлением в озерах новых паразитов. Сегодня, чтобы выявить зараженность, необходимо поймать и обследовать рыбу, причем для точного результата требуется как минимум 15 особей. Это может быть затруднительно в естественных условиях и затратно в садковых. Диагностическая система e-DNA позволяет обнаруживать присутствие паразитов непосредственно в пробах воды.