Некоторые особенности применения радиоцезиевого метода изучения потерь почвы вследствие эрозии в перигляциальной области бассейна Верхней Оки

На примере экспериментального участка сельскохозяйственного поля в бассейне реки Сухая Орлица (бассейн верхней Оки в пределах Орловской области) рассматриваются особенности применения цезия-137 к оценке потерь почвы на распахиваемом склоне, расположенном в перигляциальной зоне Русской равнины. Обсуждается целесообразность учета полигонально-блочного строения водораздельной поверхности палеокриогенного происхождения при назначении опорного значения цезия-137. Удельная активность цезия-137 выступает в исследовании как индикатор в разной степени смытых почв. Приводятся величины коэффициентов вариации активности цезия-137, рассчитанных по всей совокупности точек пробоотбора вдоль двух трансект (114 и 91224) на водораздельной поверхности склона южной экспозиции (86 точек). Коэффициенты вариации невелики (в пределах 0.12 для точек каждой из трансект). Обосновывается, что статистическая оценка вариабельности цезия-137 не должна быть основополагающей при установлении опорного значения цезия-137. Показано, что для опорной площадки следует выбирать те точки на блочных повышениях, почвенный профиль в которых имеет плужную подошву на глубине пахотного горизонта, глубже которой наблюдается резкое снижение активности цезия-137. Приводятся результаты сравнения удельной активности цезия-137, рассчитанной по трем точкам послойного пробоотбора, расположенным в пределах блочных повышений на водораздельной поверхности, со средней активностью, рассчитанной по 86 точкам в пределах трансект 114 и 91224. Показано, что при принятии в качестве опорного значения средней активности цезия-137 по данным выборки из 86 точек значение интенсивности потерь почвы занижается в среднем на 7.3 т с 1 га в год. Сделан вывод, что удельную активность на опорной площадке необходимо рассчитывать по трем точкам послойного отбора проб почвы, расположенным в пределах блочных повышений, несмотря на невысокие значения вариабельности цезия-137 по выборке из 86 точек.

1. Alifanov V.M., Gugalinskaya L.A., and Ovchinnikov A.Yu. Paleokriogenez i raznoobrazie pochv tsentra Vostochno-Evropeiskoi ravniny (Paleocryogenesis and soil diversity of the center of East European Plainу). Moscow: GEOS (Publ.), 2010. 160 p. (in Russ.)

2. Berdnikov V.V. Paleokriogennyi mikrorel’ef tsentra Russkoi ravniny (Paleocryogenic microrelief of the center of Russian Plain). Moscow: Nauka (Publ.), 1976. 126 p. (in Russ.)

3. Imshennik E.V. Kartograficheskoe prognozirovanie zagryazneniya 137Cs naibolee postradavshikh v rezul’tate avarii na CHAES regionov Rossii (Cartographic forecasting of 137Cs pollution in the regions of Russia most affected by the Chernobyl accident). PhD tthesis. Moscow: IGKE (Publ.), 2011. 30 p. (in Russ.)

4. Markelov M.V. Sovremennye erozionno-akkumulyativnye protsessy v verkhnikh zven’yakh gidrograficheskoi seti lesnoi i lesostepnoi zon (Modern erosion-accumulative processes in the upper parts of the hydrographic network of forest and forest-steppe zones). PhD tthesis. Moscow: Moscow State University (Publ.), 2004. 26 p. (in Russ.)

5. Owens P.N. and Walling D.E. Spatial Variability of Caesium–137 Inventories at Reference Sites an Example from Two Contrasting Sites in Englsnd and Zimbabwe. Applied Radiation and Isotopes. 1996. Vol. 47. No. 7. P. 699–707. https://doi.org/10.1016/0969-8043(96)00015-2

6. Panidi E., Trofimetz L., and Sokolova J. Application of phyto-indication and radiocesium indicative methods for microrelief mapping. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2016. Vol. 34. No. 116. 012024. https://doi.org/10.1088/1755-1315/34/1/012024

7. Shamshurina E.N., Golosov V.N., and Ivanov M.M. Spatio-temporal reconstruction of the Chernobyl origin 137Cs on-the-soil-cover deposit field in the upper parts of the Lokna River basin. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. 2016. No. (4). P. 414–425. (in Russ.) https://doi.org/7868/S0869803116040123

8. Sibirtsev N.M. Izbrannye sochineniya. Tom 1. (Selected writings. Vol. 1). Moscow: Sel’skokhozyaistvennaya literatura (Publ.), 1951. 472 p. (in Russ.)

9. Trofimetz L.N., Panidi E.A., Chaadaeva N.N., Sankova E.A., Ivaneha T.L., and Petelko A.I. Estimation of the quantity of soil loss in the thalwegs of the streams formed by heavy rainfalls in the breakup furrows at arable slopes: Application of satellite imagery, GIS and radiocesium method. InterCarto, InterGIS. 2019. Vol. 25. No. 2. P. 217–231. (in Russ.) https://doi.org/10.35595/2414-9179-2019-2-25-217-231

10. Trofimetz L.N., Panidi E.A., Chaadaeva N.N., Sankova E.A., Ivaneha T.L., Tyapkina A.P., Petelko A.I., Alexandrova A.P., and Ladnova G.G. Determig the reference value of Cesium-137 specific activity on arable slopes in the periglacial area of the Upper Oka basin: application of satellite images, GIS and soil agrochemical indicators. InterCarto, InterGIS. 2020. Vol. 26. No. 3. P. 170–183. (in Russ.) https://doi.org/10.35595/2414-9179-2020-3-26-170-183

11. Velichko A.A., Morozova T.D., Berdnikov V.V., Nechaev V.P., and Tsatskin A.I. Paleogeographic preconditions for differentiation of soil cover and development of erosion processes. Soil science. 1987. No. 10. P. 102–112. (in Russ.)

12. Velichko A.A., Morozova T.D., Nechaev V.B., and Porozhnyakova O.M. Paleokriogenez, pochvennyi pokrov i zemledelie (Paleocryogenesis, soil cover and agriculture). Moscow: Nauka (Publ.), 1996. 150 p. (in Russ.