«Наука в Сибири»
№ 9-10 (2145-2146)
13 марта 1998 г.
ЗИМНИЕ БУДНИ СТАЦИОНАРА
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН располагает четырьмя стационарами: Плотниковским — географическим, Атамановским — рекультивационным, Искитимским — агрохимическим и Усть-Каменским — противоэрозионным. Все они расположены в различных природных зонах, имеют надлежащее оборудование, что позволяет почвоведам вести на них круглогодичные исследования. Наши стационары выступают как в качестве межлабораторных, так и межинститутских и международных. Например, в течение трех лет на Плотниковском стационаре за эмиссией парниковых газов вели наблюдения сотрудники Института химической кинетики и горения СО РАН, Института микробиологии РАН (Москва), Института исследований окружающей среды (Япония, Цукуба).
Усть-Каменский противоэрозионный стационар организован двадцать лет назад бывшим заведующим лабораторией эрозии почв ИПА СО РАН, бывшим директором Бурятского института биологии Анатолием Дмитриевичем Орловым. Обычно здесь работали до десяти научных сотрудников и столько же студентов из различных вузов страны. На базе стационара проводились два всесоюзных семинара: "Современные аспекты изучения эрозионных процессов" и "Диагностика, классификация и картографирование эродированных почв". С экспериментальными работами, выполняемыми сотрудниками лаборатории эрозии почв Института на Усть-Каменском противоэрозионном стационаре, знакомились многие зарубежные ученые.
Стационар расположен в Тогучинском районе Новосибирской области. Геоморфологически — это Буготакский мелкосопочник; высота сопок от 300 до 500 м над уровнем моря. Данная территория сильно расчленена, в достаточной степени обеспечена твердыми и жидкими атмосферными осадками. Другими словами, здесь есть все необходимые условия для развития эрозионных процессов. Они инициируются под воздействием как талых вод, так и обильных ливней. В Западной Сибири, как известно, холодный период длится более 5 месяцев, с ноября по апрель. За этот промежуток времени выпадает более трети годового количества атмосферных осадков, а стаивают они в течение 5--12 дней. Поэтому сибирских почвоведов больше интересует эрозия, вызываемая талыми водами, которая проявляется практически ежегодно. Ливневая эрозия, наблюдаемая чаще всего с мая по август, почвенному покрову склонов наносит не меньший ущерб, чем смыв почв во время снеготаяния. Но первая наблюдается один раз в 3--5 лет, длится каких-то 10--20 мин., и эродиоведы лишь фиксируют интенсивность ливня, объем поверхностного стока ливневых вод и количество отчужденной почвы.
Другое дело — сток талых вод. Из времен года, мы — эрозиоведы, больше всего любим весну. И не только потому, что в это время происходит оживление в природе, а по той простой причине, что нам, проведшим в экспедициях не один десяток лет, очень уж надоело корпеть за письменным столом, составлять отчеты, перспективные планы развития института, лаборатории. Зимой, как известно, мало солнца, и мы начинаем тихонечко плесневеть. Душа и тело эрозиеведа просятся на природу, на волю, на склон южной экспозиции, где снеготаяние начинается и заканчивается раньше всего.
Мы с Александром Федоровичем Путилиным, кандидатом географических наук, старшим научным сотрудником лаборатории почвенно-физических процессов института хорошо подготовились к снеготаянию. Еще с осени заложили стоковые площадки на почвах естественного ценоза (целине и в лесу) и на антропогенно преобразованных почвах (сенокосе и слабо-, среднеэродированных черноземах), дополнили предполагаемые наблюдения за поверхностным стоком талых вод установкой стокоприемников в замыкающем створе ложбины, провели снегомерную съемку.
Снегомерная съемка требует больших физических усилий. Обычно снег в течение зимы выпадает равномерно, успевает уплотниться и передвигаться по нему на охотничьих лыжах или снегоходе не составляет большого труда. Но только не в этом году. Накануне нашей съемки в феврале выпало очень много снегу. На следующий день после снегопада поднялся ветер, который способствовал различному перераспределению снега (в зависимости от элементов ландшафта). На ровных и открытых местах его мощность достигала 40--60 см, а запас воды в снеге — 80--110 мм. Для снегомерной съемки мы с Александром Федоровичем используем спецтехнику — снегоход Буран. Но, ой, как трудно определить мощность снежного покрова в логах и балках, где его накопилось более 1 м. Снегоход вязнет в глубоком и рыхлом снегу. В таком случае приходится рассчитывать на лыжи. Съехать в нижнюю часть склона очень просто, но как подняться в гору при уклоне в 30--35 градусов?
Итак, мы с Александром Федоровичем, как говаривал небезызвестный Анатолий Михайлович Кашпировский, получили установку на хорошее снеготаяние. Но этого мало. Поскольку Сретенье "в числе", прогноз на снеготаяние мы получаем более или менее верный. Но этот прогноз может быть уточнен еще одной датой — временем наступления Пасхи. Она, как известно, "гуляет" по календарю. Самая ранняя, если не ошибаюсь, приходится на начало апреля, а поздняя — на начало мая. Вот это мигрирование Пасхи по календарю почему-то совпадает с 12--летним циклом солнечной активности и очень помогает нам, эрозиоведам, ориентироваться в ожидаемой интенсивности и продолжительности снеготаяния. Если Пасха ранняя -- жди дружного снеготаяния и большого смыва почвы. При поздней Пасхе даже в случае больших снегозапасов ни поверхностного стока талых вод, ни смыва почв не происходит. В такие годы снеготаяние вместо 10--12 дней растягивается на 25--30 дней, в течение которых снег частично сублимируется, небольшое ежедневное количество талых вод по поверхности мерзлой почвы скатывается в гидрографическую сеть, пополнения запасов почвенной влаги практически не происходит. Для окружающей среды это очень благоприятные годы, в природе сохраняется устойчивое равновесие. Но мы, эрозиоведы, в такой год зарабатываем "баранку". Для статистики это хорошо, но проб воды и почвы для аналитических работ мы лишаемся.
Если же на Сретенье тепло и Пасха ранняя (а в этом году она приходится как будто бы на 19 апреля) — радуйся эрозиовед: тяжелая и грязная работа тебе в течение двух недель обеспечена. Придется тебе растрясти накопившийся за зиму жирок, потаскать тяжелый рюкзак с пробами талой воды, попотеть, отбирая образцы мерзлой почвы на глубину в полтора метра. А таких скважин нужно пробурить не менее 15. Поэтому необходимо загодя приготовить ящики с бюксами, оттарировать их, расставить по номерам, чтобы в поле не пришлось их сортировать. Вот и сортирует их Александр Федорович, а я в это время воюю на кухне. Хотя накормить мужскую компанию, причем сытно и с выдумкой — святая обязанность постоянного сопровождающего нас на снегомерной съемке водителя автомобиля Сапармурадова Мурада.
Прошло Сретенье, уточнен прогноз на снеготаяние. 25 марта — узаконенный у нас последний срок снегомерной съемки для уточнения запасов воды в снеге — этого важного параметра, от которого ведется расчет объема и коэффициента стока, массы его отчуждаемой твердой составляющей, вынос химических элементов с жидким и твердым стоком, а в конечном итоге — экологические последствия эрозионных процессов. Но это все еще впереди.
К нашему приезду заведующий стационаром Геннадий Федорович Швед хорошо протопил печь, и в доме около 20 градусов, хотя обычно здесь зимой не бывает больше 15. Наскоро перекусив, собираемся в поле. Вооруженные снегомером, рейкой, полевым дневником, становимся на лыжи — и в 4 км от стационара начинается наша работа. Нужно отметить, что к концу марта снег уплотяется в тех местах, где его много в результате дующих преимущественно юго-западных ветров. Там же, где его мало, поверхность почвы оголена и к 14 часам дня под воздействием лучистой энергии солнца на 1--2 см оттивает. Обычно в этот день очень ярко светит солнце и если позабудешь солнцезащитные очки, то к вечеру чувствуешь себя не очень уютно. Но не это нас больше всего беспокоит. Основная трудность ждет на трассе съемки. Если мощность снега более 60 см, снежный покров выдерживает человека на своей поверхности, и можно легко определить его параметры. При меньшей мощности снежного покрова солнце шутит над нами, и мы даже на лыжах проваливаемся почти до земли. Снегомерной съемкой необходимо охватить как можно больший участок местности. Это не только пашня, но и лес, луг. Если в поле снег все-таки более или менее плотен, в лесу он очень рыхлый. В лесу темно, не то что в поле! А лес — это епархия Александра Федоровича.
Снегомерная съемка завершена. Возвращаемся на стационар. Достаточно побыть в поле каких-то 4--5 часов, как появляются первые предвестники весеннего загара — лицо становится пунцовым. Прогулка по заснеженному полю избавила нас от 1,5--2 кг излишней массы, а если после поля еще и в баню наведаться (Мурату просьба истопить баню изложена накануне) — тут уж полная благодать. К нашему приходу Мурат приготовил плов. Это его "коронное блюдо", как он любит выражаться.
Но работа на этом еще не окончена. Необходимо снять отсчеты с вытяжных почвенных термометров. В зависимости от снежности года и температуры воздуха почва промерзает на глубину 60--240 см. Кстати, 15 февраля температура почвы на глубине 60 см составляла лишь 0 градусов Цельсия, хотя морозы этой зимой были очень приличные, да и снегу в ноябре, когда идет интенсивное промораживание почвы, было очень мало. Наблюдения за температурой воздуха Геннадий Федорович проводит ежедневно, а вот за температурой почвы в зимнее время — лишь раз в неделю. Эти работы нужны для того, чтобы определить запасы холода в почве. Кстати, запасы холода определяют только сотрудники лаборатории почвенно-физических процессов института, хотя многие исследователи отмечают, что эти запасы оказывают существенное влияние на величину поверхностного стока талых вод, интенсивность отчуждения твердой фазы почвы, количество проникающей в глубь почвы талой воды. Но дальше подобных рассуждений дело не идет. Зная запасы холода в почве, мы, эрозиоведы, можем прогнозировать пополнение почвенных запасов влаги талыми водами, что сказывается на будущем урожае возделываемых культур. Так, например, даже при больших водозапасах в снеге весной будет наблюдаться существенный дефицит влаги в почве, если запасы холода в почве превышают минус 3000 градусов Цельсия. В этом году в пределах Буготакского мелкосопочника запасы холода в почве предположительно составят минус 1000--1500 градусов Цельсия. Судя по запасам холода в почве и снегозапасам на 15 февраля, нас, эрозиоведов, ожидает умеренный сток талых вод и смыв почв.
Итак, мы с Александром Федоровичем провели снегомерную съемку, отобрали образцы для определения запасов влаги в почве перед снеготаянием, помылись в бане и приготовились к снеготаянию. Посмотрим, сбудутся ли наши прогнозы. До следующей встречи после стока талых вод. А.ТАНАСИЕНКО, зам. директора по научной работе, зав.лабораторией почвенно-физических процессов ИПА СО РАН, доктор биологических наук.
На снимках:
-- "Буран" — первый помощник эрозиоведа при снегомерной съемке.
-- Экипаж "Бурана" — М.Сапармуратов, А.Путилин, А.Танасиенко.
-- А.Путилин, с.н.с., к.г.н., за подготовкой бюксов для
определения запасов воды в мерзлой почве.
-- Определение мощности снежного покрова в ложбине стока.
-- Запас воды в снеге 89 мм.
-- Водитель автомобиля и главный кулинар — Сапармуратов Мурат.
Фото В.Новикова.
стр.