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:

6 октября 2026
В центре внимания водные ресурсы страны

В Карельском научном центре РАН начала работу Всероссийская научная конференция с международным участием «Гидросфера: актуальные вопросы изучения и рационального природопользования».
Конференция посвящена 35-летию Института водных проблем Севера КарНЦ РАН и 80-летию Карельского научного центра Российской академии наук.
В Петрозаводск приехали ученые из многих регионов России, чтобы в течение трех дней обсудить наиболее насущные научные проблемы в области водных ресурсов.
Участники конференции
5 октября 2026
Древнее наскальное искусство обсудили ученые России в Беломорске

С 1 по 5 октября в Беломорске, в визит-центре «Залавруга» прошла Всероссийская научно-практическая конференция «Древнее наскальное искусство: современные проблемы сохранения, управления и использования». Ученые из Петрозаводска, Санкт-Петербурга, Москвы, Уфы, Кемерово, Новосибирска, Твери, Владивостока, Апатитов и Астаны (Республика Казахстан) выступили с докладами, обсудили результаты и перспективы научной деятельности в области изучения древнего наскального искусства.
Измерение линейного прироста Sphagnum riparium. В кадре научный сотрудник Института биологии КарНЦ РАН Виктор Миронов
1 октября 2026
Лунные фазы «включают» чувствительность сфагнового мха к геомагнитному полю

Магнитное поле Земли может оказывать влияние на рост растений, однако его воздействие сложно распознать среди более сильных сигналов среды: температуры, света и влажности. Длительный полевой мониторинг, проведённый в Институте биологии КарНЦ РАН, показал, что рост болотного мха Sphagnum riparium становится чувствительным к вариациям геомагнитного поля лишь в короткие периоды вокруг новолуния и полнолуния. Результаты исследования, опубликованные в международном журнале Plant Biology, показывают, что при поиске биологических эффектов геомагнитного поля необходимо учитывать не только силу магнитных возмущений, но и фазу лунного цикла, при которой проводится наблюдение.
Конференция состоялась в рамках годичного собрания Общества физиологов растений России. Фото: пресс-служба ДГУ
30 сентября 2026
Карельские ученые представили результаты исследования механизмов управления ростом растений на конференции в Махачкале

Ученые из Института биологии и Института леса КарНЦ РАН Татьяна Шибаева, Наталия Галибина и Ирина Теслюк приняли участие во Всероссийской конференции «Закономерности распространения, воспроизведения и адаптации растений и животных», которая состоялась в Махачкале в рамках годичного собрания Общества физиологов растений России. Исследователи представили результаты работ, посвященных изучению механизмов регуляции и управления ростом растений, в том числе сельскохозяйственных культур и древесных пород.
29 сентября 2026
Пять аспирантов КарНЦ РАН получили именные стипендии

Пять аспирантов Карельского научного центра РАН будут в течение года получать именные стипендии. Согласно распоряжению Главы Республики Карелия Артура Парфенчикова это решение принято в соответствии с Законом Республики Карелия «Об именных стипендиях Республики Карелия обучающимся по основным профессиональным образовательным программам» и назначаются студентам, аспирантам, ординаторам и ассистентам-стажерам, обучающимся по образовательным программам высшего образования в КарНЦ РАН, а также ПетрГУ, Петрозаводской государственной консерватории имени А.К.Глазунова и ряде других образовательных учреждений.