Cryogenic Micropatterns of Soil Cover within the Typical Tundra Subzone of European Russia

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The diversity of cryogenic soil cover patterns in the typical tundra subzone of European Russia is considered. Field studies have been conducted within the vast region from Kolguyev Island in the west to the Yugorskiy Peninsula in the east. The research is aimed at a comprehensive characterization of soil cover patterns using field and remote sensing data, as well as at refining their classification within the framework of the soil cover pattern theory. Special attention is paid to the morphology, position in the landscape, composition of components, intercomponent contrast, and genesis. Nine cryogenic micropatterns have been identified in the study area. They can be grouped into three categories: (1) previously known in European tundra frost heave-hummocky and crack-polygonal micropatterns; (2) previously described in other areas but found for the first time in European typical tundra sporadic frost heave-circular, large polygonal, and striped micropatterns; and (3) newly defined crack-convective, microlow, ring-like, and gentle hillocky micropatterns. The spatial distribution of these micropatterns across the tundra subzone is uneven. These findings contribute to our understanding of the polar soil cover patterns by demonstrating that not all cryogenic micropatterns are contrasting soil complexes despite a pronounced microriclet. Some of the soil covers represent low-contrast patchiness or regular-cyclic elementary soil areas. These results have practical applications for digital soil mapping methodologies and for assessing arctic soil cover responses to climate change.

Авторлар туралы

A. Shmatova

Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences

Email: a.shmatova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3483-3188
Moscow, Russia

S. Goryachkin

Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences

ORCID iD: 0000-0002-3489-6584
Moscow, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Ананко Т. В., Герасимова М. И., Коношков Д. Е. Арктические и тундровые почвы на новой цифровой почвенной карте России масштаба 1 : 2.5 млн // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2020. № 101. С. 46–75. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-101-46-75
  2. Атлас Арктики. М.: ГУГК, 1985. 204 с.
  3. Богдановская-Пиеняф И.Д. Природные условия и оценки пастбища острова Колгуева // Оленеводство на острове Колгуеве. Тр. Ин-та Полярного земледелия. Л.: Главсевморпути, 1938. С. 7–162.
  4. Ван Ване-Лалу Б. Структурные грунты, бугры пучения и изменения климата в голоцене // Почвоведение. 1998. № 5. С. 562–569.
  5. Васильевская В.Д. Почвообразование в тундрах Средней Сибири. М.: Наука, 1980. 235 с.
  6. Васильевская В.Д., Иванов В.В., Богатырев Л.Г. Почвы севера Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 226 с.
  7. Васильевская В.Д., Караваева Н.А., Наумов Е.М. Формирование структуры почвенного покрова полярных областей // Почвоведение. 1993. № 7. С. 44–55.
  8. Геокриология СССР. Европейская территория СССР / Под ред. Ершова Э.Д. М.: Недра, 1988. 357 с.
  9. Герасимова М.И., Ананко Т.В., Коношков Д.Е. Предложения к классификации почв России по итогам анализа почвенной карты РСФСР масштаба 1 : 2.5 млн (1988) // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2018. № 95. С. 58–70. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2018-95-58-70
  10. Горьев И.П. Мерзлотные процессы в почвах субарктической тундры // Мерзлота и почва. Якутск: ЯФ СО АН СССР, Ин-т биологии, 1974.
  11. Горячкин С.В. Почвенный покров Севера (структура, генезис, экология, эволюция). М.: ГЕОС, 2010. 414 с.
  12. Государственная Почвенная Карта СССР. R-39 о. Колгуев / Под ред. Герасимова И.П. и др. 1 : 1 000 000. М.: ГУГК, 1982. 1 л.
  13. Губин С.В., Лупачев А.В. Надмерзлотные горизонты аккумуляции грубого органического вещества в криоземах тундр Северной Якутии // Почвоведение. 2018. № 7. С. 815–825. https://doi.org/10.1134/S0032180X18070043
  14. Губин С.В., Лупачев А.В. Почвообразование и подстилающая мерзлота // Почвоведение. 2008. № 6. С. 655–667.
  15. Достоевский Б.И., Куражов В.А. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1967. 403 с.
  16. Ершов В.В. Особенности районирования криолитозоны Печорского артезианского бассейна // Отечественная геология. 2018. № 3. С. 85–88.
  17. Иванова Е.Н., Польшиева О.А. Почвы Европейских тундр // Тр. Коми филиала АН СССР. 1952. № 1. С. 72–122.
  18. Исполатов И.В. Почвы бугристо-мочажинных торфяников и заболоченные почвы восточноевропейской лесотундры // Растительность лесотундры и пути ее освоения. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1967. С. 114–126.
  19. Исполатов И.В., Норин Б.Н., Друзина В.Д. О зональных особенностях пятнистых тундр северо-востока европейской части СССР // Биологические основы использования природы Севера. Сыктывкар: Коми кн. изд-во, 1970.
  20. Исполатов И.В. Почвы восточноевропейской лесотундры // Растительность лесотундры и пути ее освоения. Л.: Наука. Ленингр. отд., 1967. С. 94–106.
  21. Исполатов И.В. Структура почвенного покрова восточноевропейской лесотундры // Почвы и растительность восточноевропейской лесотундры. Л.: Наука, Ленингр. отд., 1972.
  22. Исполатов И.В., Папернов Б.А., Павлов Б.А., Скородумов И.Н., Замон М.Н. Геофизика и антропогенные изменения ландшафтов Чукотки. М.: Наука, 1987. 270 с.
  23. Каверин Д.А., Пастухов А.В., Лаптева Е.М., Биазн К., Марущак М., Мартинский П. Строение и свойства почв многолетнемерзлых торфяников юго-востока Большеземельской тундры // Почвоведение. 2016. № 5. С. 542–556. https://doi.org/10.7868/S0032180X16050075
  24. Каверин Д.А., Пастухов А.В. Географические закономерности распространения почв в криолитозоне Северо-Востока Печорской низменности // Почвоведение. 2025. № 2. С. 176–187. https://doi.org/10.31857/S0032180X25020025
  25. Лаврентьев Н.А. Использование дистанционных методов при геоботаническом районировании восточно-европейских тундр // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2012. Т. 9. № 3. С. 269–276.
  26. Лаврентьев О.В., Лаврентьев Н.А. Зональная растительность равнинных восточноевропейских тундр // Растительность России. 2018. № 32. С. 35–108. https://doi.org/10.31111/vegrus/2018.32.35
  27. Ливеровский Ю.А. Почвы тундр Северного края. Л.: Изд-во Акад. наук СССР, 1934. 112 с.
  28. Лобков В.А., Шматова А.Г. Литолого-геоморфологические закономерности дифференциации почвенного покрова восточной части острова Колгуев // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2022. № 9. С. 160–166. https://doi.org/10.24412/2687-1092-2022-9-160-166
  29. Малкова Г.В., Царев А.М. Изучение современного состояние верхних горизонтов мерзлых толщ на объектах мониторинга криолитозоны европейской территории России // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2024. № 11. С. 552–560. https://doi.org/10.24412/2687–1092–2024–11–552–560
  30. Маслов А.Д. и др. Основы геокриологии: учебное пособие. Ухта: Ин-т упр., информации и бизнеса, 2005. 176 с.
  31. Матьевна Н.В. Зональность в растительном покрове Арктики. СПб.: 1998. 219 с.
  32. Медведева А.А., Алексеенко Н.А. Перспективы применения беспилотных летательных аппаратов для тематического крупномасштабного картографирования // Вопросы географии. 2017. № 144. С. 408–426.
  33. Михайлов И.С. Почвенная карта российской Арктики масштаба 1 : 1 000 000: содержание и опыт составления // Почвоведение. 2016. № 4. С. 411–419. https://doi.org/10.7868/S0032180X16040092
  34. Национальный атлас Арктики. М.: Роскартография, 2017. 495 с.
  35. Национальный атлас почв Российской Федерации / Под ред. Шобы С.А. и др. М.: Астрель: АСТ (М.), 2011. 631 с.
  36. Остров Вайгач: природа, климат и человек / Под ред. Калиничева Ю.В. М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF), 2014. 542 с.
  37. Пастухов А.В., Каверин Д.А. Экологическое состояние мерзлотных бугристых торфяников на Северо-Востоке Европейской России // Экология. 2016. № 2. С. 94–102. https://doi.org/10.7868/S0367059716010108
  38. Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т В. В. Докучаева, 2008. 182 с.
  39. Почвенная карта РСФСР / Под ред. В.М. Фридланда. Масштаб 1 : 2 500 000. М.: ГУГК, 1988.
  40. Романенко Ф.А., Хомутов А.П., Зарецкая Н.Е. Особенности развития тундрового микрорельефа Таймыра // Геоморфология. 1998. № 1. С. 100–106.
  41. Романовский Н.Н. Основы криогенеза литосферы. М.: Изд-во Моск ун-та, 1993. 334 с.
  42. Савин И.Ю., Вернюк Ю.И., Фараслис И. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга продуктивности почв // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2015. № 80. С. 95–105. https://doi.org/10.19047/0136–1694–2015–80–95–105
  43. Смирнова З.Н. Растительные ассоциации о-ва Колгуева // Ботанический журнал СССР. 1938. Т. 23. № 5–6.
  44. Суховальский С.Е. Парагенезис подземных вод и многолетнемерзлых пород. М.: Наука, 1982. 152 с.
  45. Тырлышкин А.П. Динамика растительного покрова и развитие мерзлотных форм рельефа. М.: Наука, 1979. 116 с.
  46. Фридланд В.М. О структуре (строении) почвенного покрова // Почвоведение. 1965. № 4. С. 15–28.
  47. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М.: Мысль, 1972. 423 с.
  48. Фридланд В.М. Структуры почвенного покрова мира. М.: Мысль, 1984. 235 с.
  49. Хитров Н.Б., Герасимова М.И. Предлагаемые изменения в классификации почв России: диагностические признаки и почвообразующие породы // Почвоведение. 2022. № 1. С. 3–14. https://doi.org/10.31857/S0032180X22010087
  50. Цифровая почвенная картография: теоретические и экспериментальные исследования / Под ред. Иванова А.Л. М.: Почв. ин-т им. В. В. Докучаева, 2012. 333 с.
  51. Шматова А., Лобков В. Разнообразие почв острова Колгуев с криометаморфическими горизонтами // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2024. Специальный выпуск по матери. VII конф. молодых ученых “Почвоведение: Горизонты будущего. 2023.” С. 5–36. https://doi.org/10.19047/0136–1694–2024-SPYC–5–36
  52. Шматова А.Г. Разнообразие автоморфных почв центральной части острова Колгуев как отражение разнообразия почвообразующих пород // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2019. № 6. С. 177–183. https://doi.org/10.24411/2687–1092–2019–10627
  53. Bockheim J.G., Tarnocai C. Recognition of cryoturbation for classifying permafrost-affected soils // Geoderma. 1998. V. 81. P. 281–293. https://doi.org/10.1016/S0016–7061(97)00115–8
  54. Daanen R.P., Misra D., Epstein H., Walker D., Romanovsky V. Simulating nonsorted circle development in arctic tundra ecosystems // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. G03S06. https://doi.org/10.1029/J2008JG000682
  55. Drew J.V., Tedrow J.C.F. Arctic Soil Classification and Patterned Ground // Arctic. 1962. V. 15. P. 109–116. https://doi.org/10.14430/arctic3563
  56. French H.M. The periglacial environment. Wiley, 2017. 539 p. https://doi.org/10.1002/9781119132820
  57. Hopkins D.M., Sigafoos R.S. Frost action and vegetation patterns on Seward Peninsula, Alaska: Report 974–C. Washington: US Government Printing Office, 1951. P. 51–100. https://doi.org/10.3133/b974C
  58. Kokelj S.V., Burn C.R., Tarnocai C. The Structure and Dynamics of Earth Hummocks in the Subarctic Forest Near Inuvik, Northwest Territories, Canada // Arct. Antarct. Alp. Res. 2007. V. 39, № 1. P. 99–109. https://doi.org/10.1657/1523-0430(2007)3919?TSADOEJ2.0.CO;2
  59. Lavrinenko O.V., Lavrinenko I.A. Twenty-one-year dynamics of vegetation from long-term plots in East European tundra // Environ. Dyn. Glob. Clim. Change. 2022. V. 13. P. 70–103. https://doi.org/10.18822/cdgcc109513
  60. Mackay J.R. The origin of hummocks, western Arctic coast, Canada // Can. J. Earth Sci. 1980. V. 17. P. 996–1006. https://doi.org/10.1139/e80-100
  61. McBratney A.B., Mendonça Santos M.L., Minasny B. On digital soil mapping // Geoderma. 2003. V. 117. P. 3–52. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(03)00223-4
  62. Peterson R.A., Krantz W.B. Differential frost heave model for patterned ground formation: Corroboration with observations along a North American arctic transect // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. G03504. https://doi.org/10.1029/2007JG000559
  63. Ping C.L., Clark M.H., D'Amore D., Michelson G.J., Swanson D.K. Soils of Alaska: LRRs W1, W2, X1, X2, and Y // The Soils of the USA. Cham: Springer Int. Publ., 2017. P. 329–350. https://doi.org/10.1007/978-3-319-41870-4_17
  64. Scotter G.W., Zoltai S.C. Earth Hummocks in the Sunshine Area of the Rocky Mountains, Alberta and British Columbia // Arctic. 1982. V. 35. P. 411–416. https://doi.org/10.14430/arctic2343
  65. Tarnocai C., Zoltai S.C. Earth Hummocks of the Canadian Arctic and Subarctic // Arct. Alp. Res. 1978. V. 10. P. 581–594. https://doi.org/10.1080/00040851.1978.12003997
  66. Van Vliet-Lanoe B., Seppala M. Stratigraphy, age and formation of peaty earth hummocks (pounus), Finnish Lapland // The Holocene. Sage Publications Sage CA: Thousand Oaks, CA, 2002. V. 12. P. 187–199. https://doi.org/10.1191/0959683602h1534rp
  67. Verret M., Wang Y., Bjornson J., Lacelle D. Hummocks in alpine tundra, northern British Columbia, Canada: distribution, morphology and organic carbon composition // Arct. Sci. 2019. V. 5. P. 127–147. https://doi.org/10.1139/as-2018-0021
  68. Washburn A.L. Classification of patterned ground and review of suggested origins // Geol. Soc. Am. Bull. 1956. V. 67. P. 823–866. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1956)671823:COP GAR[2.0.CO;2
  69. pogodaiklimat.ru (дата обращения: 04.07.2025).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».