Учебно-тематический план программы повышения квалификации
Тема 1. История земледельческого освоения территории России. Картографические и справочные исторические материалы. Особенности земледельческого освоения различных природных зон
Обзор истории распашки различных природно-климатических зон России. Методы обработки почв, севообороты, последовательность освоения земель внутри речного водосбора. Динамика изменения площадей пахотных земель по административным регионам. Достоверность, точность и доступность имеющихся картографических материалов и архивных данных. Влияние изменения границ полей на темпы эрозии и поступление наносов, смываемых с пашни, в днища долин.
Тема 2. География эрозии почв на сельскохозяйственных землях России. Оценки и тренды изменений темпов эрозии почв на Европейской территории, в Сибири и на Дальнем Востоке
Современные темпы эрозионных процессов на пахотных и пастбищных землях в различных природно-климатических зонах РФ. Эрозии почв на равнинах и в горах. Основные факторы развития эрозии почв и их влияние на её темпы. Пространственно-временные изменения эрозии почв для основных почвенных зон РФ. Разномасштабные оценки темпов эрозии почв и их прикладное значение. Талый и ливневой смыв – география распространения и специфика проявления. Региональные особенности проявления водной и ветровой эрозии почв.
Тема 3. География овражной эрозии. Распространение и динамика изменений овражной сети в различных природных зонах.
Естественные и антропогенные овраги. Общие закономерности развития, динамика. Овраг, как стадия развития рельефа. Типы оврагов по особенностям их развития в пределах склоновых водосборов долинно-балочной сети. Овраги – первичные и вторичные. Овраги естественные и антропогенные, техногенные, их отличительные черты и особенности развития. Исследования процесса оврагообразования в натурных условиях.. Натурные обследования овражных систем и стационарные наблюдения за процессом формирования оврага. Методика, способы измерений. Сток воды и наносов. Лабораторные эксперименты. Выявление внешних и внутренних связей процесса оврагообразования. Ретроспективный анализ появления оврагов по мере расширения площадей распашки в губерниях Центра России. Анализ влияния сельскохозяйственного освоения территорий на распространение оврагов по территории России. Понятие о плотности, густоте, частоте привязки оврагов, их площади и объеме.
Тема 4. Факторы, определяющие развитие эрозионно-аккумулятивных процессов на склонах междуречий территорий с различным уровнем антропогенной нагрузки. Устойчивость ландшафтов к эрозионным процессам.
Факторы развития эрозионно-аккумулятивных процессов на пахотных и пастбищных землях лесной, лесостепной и степной зон. Пространственно-временные изменения основных факторов формирования талого и ливневого смыва в пределах равнин умеренного пояса. Эрозия в горах: особенности проявления в различных высотных поясах гор. Ключевые параметры, определяющие устойчивость ландшафтов к развитию процессов водной эрозии.
Специфика формирования стока воды и наносов на склонах в криолитозоне. Климатические особенности формирования стока воды и наносов: преобладание снегового питания, ветровое перераспределение снежного покрова, короткий теплый сезон, отсутствие ливневых осадков. Строение мерзлых пород и подземные воды криолитозоны: подмерзлотные, межмерзлотные и надмерзлотные воды, сезонная динамика мощности сезонно-талого слоя, перераспределение стока мерзлотным микрорельефом, внутрисезонное перераспределение стока в таликах и деятельном слое и их влияние на формирование стока наносов на склонах.
Тема 5. Пространственно-распределенное моделирование эрозии почв с помощью полуэмпирических моделей
История разработки полуэмпирических моделей эрозии почв. Универсальная модель эрозии почвы USLE. Исходные данные, проведенные эксперименты. Калибровка и интерпретация результатов. Последующие модификации: RUSLE , MUSLE. Исходные данные. Определение коэффициентов модели. Коэффициент противоэрозионной почвы. Коэффициент рельефа LS. Коэффициент растительности и подстилающей поверхности С. Глобальные базы данных для определения коэффициентов. Расчет эродирующей способности осадков. Влияние подстилающей поверхности и противоэрозионных мер. Модель MUSLE. Описание, переход от эродирующей способности жидких осадков к слою склонового стока. Определение коэффициентов модели. Расчет слоя стока с помощью физико-математической модели формирования речного стока. Примеры применения в моделях SWAT и ECOMAG
Тема 6. Моделирование овражного потенциала территории
Подходы к оценке вероятности возникновения оврагов на территории нового освоения. Оценки скорости увеличения длины, глубины и площади существующих оврагов. Обоснование мероприятий по уменьшению скоростей роста или прекращения развития овражной эрозии. Сбор и состав данных, необходимых для расчёта скоростей роста оврагов. сходная цифровая модель рельефа, величины стока воды для данного водосбора и критические скорости начала размыва грунтов. Экспресс-метод (модель GER) для выделения территорий с разной степенью риска формирования оврагов. Использование модели TGEVдля расчета овражного потенциала территории. Модель расчета выработанного продольного профиля оврага STABGUL. Применение динамической модели GULTEM для составления проекта освоения территории.
Тема 7. Методы оценки восприимчивости территории к развитию эрозионных процессов
Современные технологии количественной оценки восприимчивости территории к проявлению процессов водной эрозии. Оверлейный анализ (геометрическая вероятность), статистические подходы (логистическая регрессия, дискриминантный анализ, случайный лес). Предикторы для предсказания потенциала овражной эрозии - морфометрические, геологические, ландшафтные. Составление карт восприимчивости территории к эрозии в количественных и качественных шкалах, их интерпретация и учет при принятии решений.
Тема 8. Применение беспилотных летальных аппаратов (БПЛА) для изучения эрозионно-аккумулятивных процессов
Постановка задач по использованию БПЛА в исследованиях эрозии и аккумуляции. Основные этапы полевой съёмки. Плановая и вертикальная точность БПЛА съёмок. Обработка результатов съёмок. Ограничения при использовании БПЛА для изучения эрозионно-аккумулятивных процессов. Мониторинговые наблюдения за развитием эрозионных форм на основе применения БПЛА. Перспективы применения БПЛА в горах и на равнинах.
Тема 9. Оценка темпов эрозионно-аккумулятивных процессов на склонах междуречий с использованием радиоизотопов техногенного и природного происхождения в качестве трассеров
Природные и техногенные радиоизотопы. Происхождение и особенности выпадения из атмосферы цезия-137 глобального и Чернобыльского происхождения. Происхождение и специфика выпадения атмосферной составляющей свинца-210 и бериллия-7. Особенности фиксации трассеров на почвенных частицах. Методика отбора проб на опорном участке и в зонах эрозии и аккумуляции. Аналитические исследования. Использование конверсионных моделей для оценки темпов перераспределения наносов на пахотных склонах и на пастбищах на основе данных о содержании радиоизотопов в почве и отложениях.
Тема 10. Проблемы устойчивого землепользования.
Социально-экономические предпосылки и последствия развития эрозионных процессов на склонах: концепции, подходы к сбору данных и анализу. Социально-экономические аспекты управленческих решений в области оптимизации землепользования. Почвозащитные мероприятия, оценка их эффективности, особенности применения в различных природно-климатических зонах. Устойчивое земледелие в регионах с различной долей сельскохозяйственных земель.