Анализ и оценка влияния ливневой деятельности на почвы агроландшафтов Томской области

Nina S. Evseeva; Margarita A. Kashiro; Zoya N. Kvasnikova; Irina V. Kuzhevskaya

doi:10.52575/2712-7443-2026-50-2-272-284

Authors

Nina S. Evseeva National Research Tomsk State University
Margarita A. Kashiro National Research Tomsk State University
Zoya N. Kvasnikova National Research Tomsk State University
Irina V. Kuzhevskaya National Research Tomsk State University

DOI:

https://doi.org/10.52575/2712-7443-2026-50-2-272-284

Keywords:

heavy rains, soil erosion, agrolandscapes, soil washout, Tomsk region

Abstract

Storm erosion is a serious environmental and economic problem, posing a significant threat to soils and agricultural activities. With global climate change and an increase in total precipitation, the storm risk is disproportionately increasing. Despite the existing studies of the impact of rainfall on soils, forecasting the intensity and spatiotemporal distribution of rainfall remains a difficult task. The purpose of this study is to analyze rainfall patterns and assess their erosive potential in the agricultural landscapes of the southern regions of the Tomsk region. To achieve this goal, literary sources were studied, daily precipitation data from Tomsk and Bakchar stations for the period from 1960 to 2023 were analyzed, and field and desk observations of the effects of more than 20 downpours were conducted. The results showed that the storm activity in the studied area is focal and highly variable. It has been established that heavy rainfalls that occur over 2–5 days cause the greatest damage to arable land; soil loss has been recorded from 9–10 m³/ha under agricultural crops to 40–100 m³/ha under row crops. For an adequate assessment of storm activity, it is necessary to use an integrated approach, including GIS technologies, aerial photography from unmanned aerial vehicles, and field observations. Computational methods allow us to obtain only a general, average picture of the processes taking place.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Nina S. Evseeva, National Research Tomsk State University

Doctor of Geographical Sciences, Professor, Professor at the Department of Geography, Tomsk, Russia
E-mail: nsevseeva@yandex.ru

Margarita A. Kashiro, National Research Tomsk State University

Candidate of Geographical Sciences, Associate Professor at the Department of Geography, Tomsk, Russia
E-mail: rumkashiro@yandex.ru

Zoya N. Kvasnikova, National Research Tomsk State University

Candidate of Geographical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Geography, Tomsk, Russia
E-mail: zojkwas@rambler.ru

Irina V. Kuzhevskaya, National Research Tomsk State University

Candidate of Geographical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Meteorology and Climatology, Tomsk, Russia
E-mail: i.kuzhevskaya@yandex.ru

References

Список источников

В Томске ливневки затопили улицы города. Комсомольская правда. Электронный ресурс. URL: https://www.tomsk.kp.ru/daily/27596/4947105/ (дата обращения: 11.03.2025).

«Венеция» в Томске: после ливня 17 июня город утонул в лужах. Комсомольская правда. Электронный ресурс. URL: https://www.tomsk.kp.ru/daily/27407.5/4603908 (дата обращения: 11.03.2025).

Горбачев П.Ф. 1937. Методы расчета ливневого стока. М., Издательство «Власть Советов» при Президиуме ВЦИК, 167 с.

Грингоф И.Г., Клещенко А.Д. 2011. Основы сельскохозяйственной метеорологии. Том I. Потребность сельскохозяйственных культур в агрометеорологических условиях и опасные для сельскохозяйственного производства погодные условия. Обнинск, ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД», 808 с.

Дорогу Бакчар – Большая Галка в Томской области разрушил паводок. ФедералПресс. Электронный ресурс. URL: https://fedpress.ru/news/70/incidents/2074493 (дата обращения: 10.02.2025).

Иванова О.И., Бураков Д.А. 2020. Эрозия почв. Красноярск, Красноярский государственный аграрный университет, 103 с.

Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. 2024. Эрозия и охрана почв. М., Издательство Юрайт, 387 с.

На Томск обрушился ливень. Московский комсомолец. Электронный ресурс. URL: https://tomsk.mk.ru/social/2024/05/21/na-tomsk-obrushilsya-liven.html (дата обращения: 11.03.2025).

СП 115.13330.2016. Геофизика опасных природных воздействий. 2021. Актуализированная редакция. М., Стандартинформ, Электронный ресурс. URL: https://docs.cntd.ru/document/456054202 (дата обращения: 07.08.2025).

Список литературы

Володин Е.М. 2022. Вероятные изменения климата в XXI веке на территории России по данным модели климата INM-CM5-0. Метеорология и гидрология, 5: 5–13. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2022-5-5-13

Гавриленко М.А. 2023. Динамика и режим выпадения атмосферных осадков в летний период в условиях глобального потепления климата. В кн.: Агрометеорология XXI века. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию кафедры метеорологии и климатологии, Москва, 19 декабря 2023. Москва, Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации. Мировой центр данных: 138–144.

Евсеева Н.С., Квасникова З.Н., Кужевская И.В. 2021. Ливни как природный риск и их экологические аспекты (на примере южной части Томской области). Геосферные исследования, 4: 73–84. https://doi.org/10.17223/25421379/21/6

Евсеева Н.С., Кнауб Р.В. 2004. Оценка потенциального смыва почв на юго-востоке таежной зоны Западно-Сибирской равнины стока дождевых осадков (на примере Томской области). В кн.: Рельефообразующие процессы: теория, практика, методы исследования: Материалы XXVIII Пленума Геоморфологической комиссии РАН, 20–24 сентября 2004. Новосибирск: 105–107.

Ермолаев О.П., Усманов Б.М., Гафуров А.М., Голосов В.Н. 2019. Оценка темпов смыва на склонах методом наземного лазерного сканирования. В кн.: Пространственно-временные закономерности развития современных процессов природноантропогенной эрозии на Русской равнине. Казань, АН РТ: 115–122.

Калинин Н.А., Сивков Б.А., Дмитриев А.В. 2020. Условия формирования ливневых осадков теплого периода в Пермском крае. Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле, 30(3): 295–306. https://doi.org/10.35634/2412-9518-2020-30-3-295-306

Кужевская И.В., Пустовалов К.Н., Шарапова А.А. 2018. Характеристики конвективных кластеров, восстановленные по данным инструментов зондирования ATOVS. Фундаментальная и прикладная климатология, 2: 69–85. https://doi.org/ 10.21513/2410-8758-2018-2-69-85

Ларионов Г.А. 1993. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности количественная оценка. Москва, МГУ, 200 с.

Литвин Л.Ф., Добровольская Н.Г., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф. 2013. Вариабельность факторов и количественные оценки эрозии. В кн.: Двадцать восьмое пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов. Доклады и краткие сообщения, Пермь, 08–10 октября 2013. Пермь, Пермский государственный национальный исследовательский университет: 129–131.

Мун Д.В., Попета В.В., Мингалеев С.Г. 2022. Климатические изменения: Россия в зоне повышенного риска. Экономика, предпринимательство и право, 12(10): 2895–2914. https://doi.org/10.18334/epp.12.10.116575

Переведенцев Ю.П., Шерстюков Б.Г. Шанталиский К.М. 2021. Изменение температуры влажностного режима на территории России 1976-2019 гг. В кн.: Динамика и взаимодействие геосфер Земли. Материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию подготовки в Томском государственном университете специалистов в области наук о Земле, Томск, 08–12 ноября 2021. Томск, Томский центр научно-технической информации: 180–183.

Полуэктов Е.В., Балакай Г.Т. 2025. Особенности проявления эрозионных процессов при снеготаянии и выпадении ливневых дождей на юге России. Мелиорация и гидротехника, 15(1): 1–22.

Сластихин В.В. 1980. Методика исследования эрозии почв, вызываемой интенсивными осадками. В кн.: Современные аспекты изучения эрозионных процессов. Новосибирск, Наука: 28–32.

Ташилова А.А. 2021. Изменения в распределении региональных осадков в ответ на глобальное потепление. Наука. Инновации. Технологии, 3: 73–90. https://doi.org/10.37493/2308-4758.2021.3.5

Хмелев В.А., Каличкин В.К., Азаренко В.Г., Шипилин Н.Н. 2001. Агроэкологические основы землепользования в Томской области. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 255 с.

Чередько Н.Н., Волкова М.А., Кужевская И.В., Чурсин В.В. 2022. Экстремальные летние осадки в Сибири в 2015–2021 гг. В кн.: ENVIROMIS-2022. Международная конференция и школа молодых ученых по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды, Томск, 12–17 сентября 2022. Томск, Томский ЦНТИ: 332‒335.

Borrelli P., Robinson D.A., Panagos P., Lugato E., Yang J.E., … Ballabio C. 2020. Land Use and Climate Change Impacts on Global Soil Erosion by Water (2015–2070). PNAS, 117(36): 21994–22001. https:doi.org/10.1073/pnas.2001403117

Dunkerley D.L. 2019. Rainfall Intensity Bursts and the Erosion of Soils: an Analysis Highlighting the Need for High Temporal Resolution Rainfall Data for Research Under Current and Future Climates. Earth Surface Dynamics, 7: 345–360. https://doi.org/10.5194/esurf-7-345-2019

Edwards W.M., Owens L.B. 1991. Large Storm Effects on Total Soil Erosion. Journal of Soil and Water Conservation, 46(1): 75–78. https://doi.org/10.1080/00224561.1991.12456579

Piacentini T., Galli A., Marsala V., Miccadei E. 2018. Analysis of Soil Erosion Induced by Heavy Rainfall: A Case Study from the NE Abruzzo Hills Area in Central Italy. Water, 10(10): 1314. https://doi.org/10.3390/w10101314

Panagos P., Ballabio C., Poesen J., Lugato E., Scarpa S., … Borrelli P. 2020. A Soil Erosion Indicator for Supporting Agricultural, Environmental and Climate Policies in the European Union. Remote Sens, 12(9): 1365. https:doi.org/10.3390/rs12091365

Wischemyer W.H., Smith D.D. 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses. A guide to conservation planning. Maryland, USDA Agriculture Handbook, 69 p.

Yin S., Nearing M.A., Borrelli P., Xue X. 2017. Rainfall Erosivity: An Overview of Methodologies and Applications. Vadose Zone Journal, 16(12): 1–16. https:doi:10.2136/vzj2017.06.0131

Yu Z. 2022. Effects of Soil Erosion and Heavy Rainfall on Ecosystem with Respect to Time Inter-vals. Global Science Research Journal, 11(3): 1–2. https:doi: 10.15651/2449-1780.22.11.013

References

Volodin E.M. 2022. Possible Climate Change in Russia in the 21st Century Based on the INM-CM5-0 Climate Model. Russian Meteorology and Hydrology, 47(5): 327–333 (in Russian). https://doi.org/10.52002/0130-2906-2022-5-5-13

Gavrilenko M.A. 2023. Dinamika i rezhim vypadeniya atmosfernykh osadkov v letniy period v usloviyakh global'nogo potepleniya klimata [Dynamics and Regime of Precipitation in Summer Under Conditions of Global Warming]. In: Agrometeorologiya XXI veka [Agrometeorology of the 21st century]. Proceedings of the All-Russian scientific and practical conference with international participation, dedicated to the 90th anniversary of the Department of Meteorology and Climatology, Moscow, 19 December 2023. Moscow, Vserossiyskiy nauchno-issledovatel'skiy institut gidrometeorologicheskoy informatsii. Mirovoy tsentr dannykh: 138–144.

Evseeva N.S., Kvasnikova Z.N., Kuzhevskaya I.V. 2021. Rainfalls as a Natural Risk and Their Ecological Aspects (on the Example Southern Part of the Tomsk Region). Geosphere research, 4: 73–84 (in Russian). https://doi.org/10.17223/25421379/21/6

Evseeva N.S., Knaub R.V. 2004. Otsenka potentsial'nogo smyva pochv na yugo-vostoke taezhnoy zony Zapadno-Sibirskoy ravniny stoka dozhdevykh osadkov (na primere Tomskoy oblasti) [Assessment of Potential Soil Erosion in the Southeastern Taiga Zone of the West Siberian Plain Due to Rainfall Runoff (Using Tomsk Oblast as an Example)]. In: Relief-forming processes theory, practice, and research methods: Proceedings of the XXVIII Plenum of the Geomorphological Commission of the Russian Academy of Sciences, 20–24 September 2004. Novosibirsk: 105–107.

Ermolaev O.P., Usmanov B.M., Gafurov A.M., Golosov V.N. 2019. Estimation of the Rate of Flush on Slopes by Ground Laser Scanning. In: Spatio-Temporal Patterns of Contemporary Processes Dynamics of Natural and Human-Induced Erosion on Agricultural Lands of the Russian Plain. Kazan, Publ. AN RT: 115–122 (in Russian).

Kalinin N.A., Sivkov B.A., Dmitriev A.V. 2020. Formation Conditions of Warm-Season Storm Rainfall in Perm Region.Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya Biologiya. Nauki o Zemle, 30(3): 295–306. https://doi.org/10.35634/2412-9518-2020-30-3-295-306

Kuzhevskaya I.V., Pustovalov K.N., Sharapova A.A. 2018. Characteristics of Convective Clusters Reconstructed from Data Obtained with Atovs Sensing Tools. Fundamental and applied climatology, 2: 69–85 (in Russian).

Larionov G.A. 1993. Eroziya i deflyatsiya pochv: osnovnye zakonomernosti kolichestvennaya otsenka [Soil Erosion and Deflation: Main Patterns and Quantitative Assessment]. Moscow, Pabl. MGU, 200 p.

Litvin L.F., Dobrovol'skaya N.G., Kiryukhina Z.P., Krasnov S.F. 2013. Variabel'nost' faktorov i kolichestvennye otsenki erozii [Variability of Factors and Quantitative Assessments of Erosion]. In: Twenty-eighth plenary interuniversity coordination meeting on the problem of erosion, channel and estuary processes: reports and short communications, Perm, 8–10 October 2013. Perm, Pabl. Perm State National Research University: 129–131.

Mun D.V., Popeta V.V., Mingaleev S.G. 2022. Climate Change: Russia at High Risk. Journal of Economics, Entrepreneurship and Law, 12(10): 2895–2914 (in Russian). https://doi.org/10.18334/epp.12.10.116575

Perevedentsev Yu.P., Sherstyukov B.G. Shantaliskiy K.M. 2021. Izmenenie temperatury vlazhnostnogo rezhima na territorii Rossii 1976-2019 gg. [Temperature and Humidity Regime Changes in Russia from 1976 to 2019]. In: Dynamics and interaction of the Earth's geospheres [Dynamics and Interaction of the Earth's Geospheres]. Proceedings of the All-Russian conference with international participation dedicated to the 100th anniversary of the training of specialists in the field of earth sciences at Tomsk State University, Tomsk, 8–12 November 2021. Tomsk, Pabl. Tomskiy tsentr nauchno-tekhnicheskoy informatsii: 180–183.

Poluektov E.V., Balakay G.T. 2025. Features of erosion processes manifestation during snowmelt and heavy rainfall in the south of Russia. Land Reclamation and Hydraulic Engineering, 15(1): 1–22 (in Russian).

Slastikhin V.V. 1980. Metodika issledovaniya erozii pochv, vyzyvaemoy intensivnymi osadkami. [Methodology for Studying Soil Erosion Caused by Intense Precipitation]. In: Sovremennyye aspekty izucheniya erozionnykh protsessov [Modern Aspects of the Study of Erosion Processes]. Novosibirsk, Pabl. Nauka: 28–32.

Tashilova A.A. 2021. Changes in Regional Precipitation Distribution in Response to Global Warming. Science. Innovations. Technologies, 3: 73–90 (in Russian). https://doi.org/10.37493/2308-4758.2021.3.5

Khmelev V.A., Kalichkin V.K., Azarenko V.G., Shipilin N.N. 2001. Agroekologicheskie osnovy zemlepol'zovaniya v Tomskoy oblasti [Agroecological Principles of Land Use in the Tomsk Region]. Novosibirsk, Pabl. SO RAN, 255 p.

Chered'ko N.N., Volkova M.A., Kuzhevskaya I.V., Chursin V.V. 2022. Ekstremal'nye letnie osadki v Sibiri v 2015–2021 gg. [Extreme Summer Precipitation in Siberia in 2015–2021]. In: ENVIROMIS-2022. International Conference and School of Young Scientists on Measurements, Modeling, and Information Systems for Environmental Studies, Tomsk, 12–17 September 2022. Tomsk, Pabl. Tomskiy TsNTI: 332‒335.