Лаборатория геохимии ландшафтов и географии почв

Периоды, название лаборатории, руководители:

• 1963-1970 гг. – лаборатория географии почв, зав. лаб. С.А. Коляго;
• 1961-1970 гг. – лаборатория геохимии ландшафтов, зав. лаб. В.А. Снытко;
• В 1970 г. - объединение лабораторий.
• 1970-1986 гг. – лаборатория географии почв и геохимии ландшафтов, зав. лаб. В.А. Снытко;
• В 1986 г. в состав подразделения входят сотрудники лаборатории микробиологии.
• 1986-2005 гг. – лаборатория геохимии ландшафтов и географии почв, зав. лаб. В.А. Снытко;
• 2005-2007 гг. – лаборатория геохимии ландшафтов и географии почв, зав. лаб. Е.Г. Нечаева
• 2007-2011 гг. – лаборатория геохимии ландшафтов, зав. лаб. Е.Г. Нечаева
• С 2012 г. по настоящее время – лаборатория геохимии ландшафтов и географии почв, зав. лаб. И.А. Белозерцева

В 1949 г. в Иркутске был создан Восточно-Сибирский филиал (ВСФ) академии наук. Его биологический сектор включал лабораторию геоботаники и почвоведения, возглавляемую проф. М.Г. Поповым. Первым почвоведом этой лаборатории была Е.И. Бузлукова. C 1955 г. в ВСФ стала функционировать лаборатория почвоведения, возглавляемая Б.В. Надеждиным. В 1960 г. он защитил докторскую диссертацию. Его книга «Лено-Ангарская лесостепь (почвенно-географический очерк)» (1961) стала первой фундаментальной монографией Института. В историю изучения почвенного покрова Сибири с первой половины XX в. заметный вклад вносит научно-образовательный центр в г. Иркутске. Это взаимодействующие между собой кафедра почвоведения ИГУ, научные институты и смежные с ними учреждения. В 1955 году на работу в академическую лабораторию из университета перешел В.А. Кузьмин.  В академической лаборатории стали работать В.П. Мартынов и А.С. Мартынова – выпускники кафедры почвоведения. В вышедшем Атласе Иркутской области (1962) помещена Почвенная карта юга области, составленная И.В. Николаевым, Б.В. Надеждиным, М.А. Корзуном, О.В. Макеевым.

В 1961 г. В.А. Кузьмин под руководством проф. кафедры почвоведения ИГУ И.В. Николаева защитил кандидатскую диссертацию по структуре почв Иркутской области. В 1964 г. защитили диссертационные работы аспиранты Б.В. Надеждина – В.И. Бычков по эрозии почв лесостепных районов области и Ш.Д. Хисматуллин – по засоленным почвам речных долин Верхнего Приангарья.

В 1963 г. заведующим сектором географии почв ИГС и ДВ стал С.А. Коляго. Под его руководством выпускник ИГУ А.Г. Сазонов в 1969 г. защитил кандидатскую диссертацию по таежным почвам Лено-Ангарского плато, издал книгу по лесным почвам (Принципы…, 1986). В.А. Кузьминым изучены почвенно-геохимические особенности трех котловин байкальского типа (1976). В полустационарных условиях Верхне-Чарской котловины выявлены особенности вещественно-динамического состояния мерзлотно-таежных почв (Щетников А.И., 1981). В 1965 г. В.П. Мартынов издал монографию «Почвы горного Предбайкалья». В.А. Кузьминым (1988) были исследованы почвы пяти крупных нагорий Прибайкалья, Северного Забайкалья и Монголии. В 1986 г. он защитил докторскую диссертацию.

По инициативе и под руководством акад. В.Б. Сочавы в начале 60-х годов прошлого столетия в Сибири была орга­низована сеть физико-географических стационаров Института географии (ИГ) СО РАН. Выбор ме­ст и определение целей были основаны на проведенных ранее экспедиционно-рекогносцировочных ра­ботах. Полевые маршруты Среднесибирской южно-таежной экспе­диции В.А. Снытко положили начало ландшафтно-геохимических исследований Института.

В 1961 г. под руководством В.А. Снытко была создана лаборатория геохимии ландшафтов. Хорошей основой для развития направления было уже сложившееся к тому времени почвенно-географическое подразделение.

В 1970 г. произошло объединение почвенно-географического и ландшафтно-геохимического подразделений Института в одну лабо­раторию географии почв и геохимии ландшафтов. Среди утвержденных в этот год Президиумом АН СССР пяти научных направлений Института первое имело формулировку «Природные режимы таежной и степной зоны Сибири, их роль в формировании географической среды». Сфера деятельности лаборатории все более расширялась, ее сотрудники стали активно развивать почвенно-геохимическое направление.

Первый опыт научного коллектива в проведении комплексных физико-географических работ получен в Юго-Восточном Забайка­лье. На созданном в 1961 г. Харанорском стационаре В.А. Снытко, М.Ю. Семенов, Л.Г. Нефедьева, А.А. Крауклис и др.  изучили ландшафтно-геохимическую структуру геосистем Онон-Аргунской степи. Здесь впервые были ор­ганизованы сопряженные пространственно-временные наблюдения за факторами географической среды и функциональными показате­лями геосистем по методу комплексной ординации.

В 1963 г. создан Чуноярский физико-географический стационар, на котором изучался почвенный покров, определен вещественный состав ландшафтных компонентов сопряженных рядов репрезентативных для южной тайги фаций, Снытко В.А., Щетниковым А.И., Рюминым В.В. проведены режимные наблюдения за влажностью их почв и геохимическими показателями. В Приангарье выполнялись детальные ландшафтно-геохимические исследования пространственно сопряженного ряда темнохвойных фаций и режимные наблюдения за их почвенно-геохимическими показателями.

В 1965 г. было создано подразделение химического и спектрального анализа, выполняемого С.С. Дубыниной, Н.Г. Сусловой, А.К. Ждановой и др. В середине 1960-х годов в Западной Сибири организованы среднетаежный Тугрский и южно-таежный Нижне-Иртышский стационары. Результаты многолетних пространственно-временных ландшафтно-геохимических наблюдений в составе комплексных исследований динамики равнинно-таежных геосистем коллективом лаборатории изложены в коллективных монографиях и статьях на страницах нашего журнала. На стационаре Бачуриным Г.В., Петровым И.Б. и Нечаевой Е.Г. по результатам детальных исследований глубокоподзолистых почв на остаточно-карбонатных лессовидных суглинках установлено современное происхождение второго гумусового горизонта. В то же время, по наблюдениям в Нижнем Приангарье Ш.Д. Хисматуллин считал этот горизонт остаточным. Позднее В.А. Кузьмин изучал формирование сложного гумусового профиля почв палеокриогенных бугристо-западинных ландшафтов Приангарья с помощью аэрокосмических снимков. 

В 1970 г. после объединения почвенно-географического и ландшафтно-геохимического подразделений Института в одну лабо­раторию под ру­ководством акад. В.Б. Сочавы в Минусинском Присаянье соз­дана Южно-Сибирская географическая станция как структурное подразделение Института, состоящее из Новониколаевского ста­ционара в Койбальской степи и Ленского лесного в предгорьях За­падного Саяна. На основе проведенного детального изучения биотической и минеральной составляющих геосистем защищены диссертации Кочурова Б.И. (1974), Самбуровой (Напрасниковой) Е.В. (1977), Барыковой (1983), Зайченко О.А. (1990) и др. Лаборатория пополнялась новыми кадрами.

В 1986 г. в состав лаборатории вошли сотрудники лаборатории микробиологии: Никитина З.И., Барыкова Ю.Н., Мамитко А.В., Антоненко А.М., Воробьева И.Б.  Результаты комплексных исследований дина­мики котловинно-степных и пространственно сопряженных горно-таежных геосистем региона обобщены и широко представлены в статьях.

В середине 1980-х годов работы на географических стационарах резко сократились, однако первоначальное намерение о проведении в Южно-Минусинской котловине долговременных режимных исследований оправдалось. Непрерывные наблюдения за динамикой почвенно-биотического комплекса продолжаются здесь уже более 40 лет. В результате анализа этих многолетних данных Щетниковым А.И. Зайченко О.А., Давыдовой Н.Д., Волковой В.Г., Дубыниной С.С. Знаменской Т.И. и др. выявлены тренды динамики и развития геосистем степного и таежного типов при­родной среды в связи с глобальными изменениями климата.

В ходе продолжающихся до 1980-х годов многолетних наблю­дений за вещественной динамикой степных геосистем Централь­но-азиатского типа выявлены закономерности их природных режи­мов и процессов метаболизма вещества. Коллективом стационара под руководством В.А. Снытко изучена энергетика биопродуктивности, солевой режим, ди­намика и роль щелочноземельных элементов в индикации эволюции степных геосистем Забайкалья, круговорот йода и дифференциация в почвах микроэлементов (Снытко, Семенов, 1980; Кустов, 1981; Нефедьева, 1980). Показаны возможности ландшафтно-геохимической диагностики и прогнозирования со­стояния геосистем (Снытко, Семенов, Семенова, Мартынов, 1983).

После произошедшего на Харанорском стационаре перерыва в ландшафтно-геохимических исследованиях Давыдова Н.Д., Дубынина С.С., Воробьева И.Б. и др. восстановили работы, подключились молодые сотрудники (Знаменская Т.И. и др.). В результате за более чем 40-летний период установлены тренды веще­ственной составляющей уникальных сибирских степных геосистем.

При организации стационарных работ стало возможным изучение ландшафтообразующих процессов. На основе полученных данных межкомпонентного обмена веществом как ведущего механизма стабилизирующей динамики геосистем Е.Г. Нечаевой разработана методика количественной оценки их динамического состояния. Расчеты ландшафтно-геохимических формул, в которых использо­ван принцип единства миграционной и аккумулятивной сторон ди­намики вещества были изложены в 1984 году.

В связи с развернувшимся в 1970-е годы строительством Байкало-Амурской магистрали (БАМ) активизировались географические исследования на примыкающей к ней территории. В полустационар­ных условиях Верхнечарской котловины Северного Забайкалья Щетниковым А.И. изу­чены ландшафтно-геохимические особенности мерзлотно-таежных геосистем, проведены погодичные наблюдения за динамикой свойств почвенно-геохимической среды. Со­ставлено ландшафтно-геохимическое районирование на всю трассу БАМа, территория дифференцирована по степени самоочищения от тяжелых металлов. Кузьминым В.А., Мартыновым В.П. был изучен почвенный покров трассы и прилегающих территорий. Е.Г. Нечаевой проведено ландшафтно-геохимическое районирование крупных географических регионов в пределах Тюменской, Иркутской областей, Якутии, Азиатской России в целом и по трассе БАМ.

Для изучения воздействия на природную среду возведенного на юге Красноярского края Канско-Ачинского топливно-энергети­ческого комплекса (КАТЭК) в 1978 г. Институтом организованы подтаежный Назаровский и лесостепной Березовский стационары. В этих исследованиях существенное место занимают разделы режимных биотических и почвенно-геохимических наблюдений проводимых Семеновым Ю.М., Семеновой Л.Н., Баженовой О.И., Воробьевой И.Б., Дубыниной С.С., Палкиным О.Ю., Напрасниковой Е.В. Сотрудники стационара Давыдова Н.Д., Покатилов Ю.Г.  проводили эксперименты по воздействию на природную среду выбросов теплоэлектростанций. А так же изучали направления возможного восстановления нарушенных земель после добычи угля. Результаты анализа показателей динамики гео­систем в зоне воздействия КАТЭКа реализованы в ландшафтно-геохимическом картографировании и районировании территории по условиям миграции вещества и направленности природоохранной деятельности.

По инициативе В.А. Снытко лаборатория участвовала в международном сотрудничество в рамках Комплексной программы научно-технического прогресса стран – членов СЭВ по проблеме «Охрана экосистем (биогеоценозов) и ландшафта», теме «Экологические основы управления и планирования ландшафта». Результаты исследований лаборатории по этой теме обсуждались на координационных совещаниях в Ялте (1987г.), Паланге (1989г.), Чехословакии (1990г.). В 1996 г. заключено Соглашение о сотрудничестве между ИГ СО РАН и Факультетом наук о Земле Силезского университета по исследованию антропогенных воздействий на ландшафты и развитию эоловых процессов на территориях Польши и Прибайкалья. Результатом совместных экспедиционных работ при активном участии в них заведующего лабораторией В.А. Снытко опубликован цикл научных трудов.

К началу нового столетия лаборатория провела анализ и обобщение полученных материалов по теме «Ландшафтно-геохимические преобразования в природных и нарушенных вариантах геосистем» (Нечаева, Давыдова, Щетников и др., 2004; Нечаева, Белозерцева, Напрасникова и др., 2010). Развивается направление изучения биогеохи­мических проблем урбанизированных территорий (Напрасникова и др., 2012; Дубынина и др., 2012; Белозерцева, 2022 и др.).

На основе опыта этих исследований Давыдовой Н.Д. создана модель управления развития геосистем в техногенных условиях. Заключительные этапы этой модели – мониторинг, прогноз, нормирование. По результатам экспериментального моделирования техногенных нагрузок на почву Белозерцевой И.А. предложен метод определения для них предельно-допустимых и недопустимых концентраций химических элементов. В разработках нормирования техногенных воздействий на геосистемы использованы их биоиндикационные возможности – реакция чувствительных компонентов на воздействия по принципу «доза – эффект» и «время – реакция».

В изучении процессов техногенеза большое внимание уделяется ландшафтно-геохимическим барьерам.  Давыдовой Н.Д. проведена классификация ландшафтно-геохимических барьеров и составлена карта их сочетаний на территории бассейна оз. Байкал в пределах Российской Федерации.

За несколько десятилетий стационарных режимных наблюдений стали очевидными определенные тенденции происходящих изменений вещественно-динамического состояния геосистем в связи с флуктуациями внешних факторов. В Минусинском Присаянье отмечен значительный рост в последние десятилентия интенсивности процессов метаболизма вещества и усиление различий его режимов между степными и таежными геосистемами (Зайченко, Щетников, 2000; Воробьева, 2013). Многолетними наблюдениями в Юго-Восточном Забайкалье выявлена ксерофитизация степных сообществ вследствие положительного тренда температуры воздуха и отрицательного тренда влажности почв, воздействия палов и перевыпаса. Эти обстоятельства, а также усыхание здесь древесных насаждений и превращение мелких озер в безводные соровые солончаки свидетельствует о тенденции аридизации южносибирских степей центральноазиатского типа (Дубынина, 2001; Давыдова, 2012).

Установленные закономерности природных режимов южносибирской лесостепи характеризуют ее как самостоятельный эволюционно сложившийся зональный ландшафт. Выявленные изменения качественного состава почвенного гумуса Назаровской лесостепи свидетельствуют о тенденции ее остепнения (Воробьева, Напрасникова, Дубынина, 2005). Установлены региональные различия многолетних трендов биопродукционно-деструкционных процессов в южносибирских геосистемах (Дубынина, 2011).

Огромный объем работ был проведен В.А. Кузьминым по изучению почвенного покрова на территории Сибири. Им были исследованы почвы пяти крупных нагорий Прибайкалья, Северного Забайкалья и Монголии, а также почвы межгорных котловин байкальского типа, выдвинут ряд теоретических положений, в частности о множественности типов взаимодействия почв со средой, о парагенетических рядах почв, особенностях их развития на разных породах. Сочетание наземных исследований с применением аэрокосмических снимков территории позволило выявить высокую контрастность почвенного покрова, наличие палеокриогенных бугристо-западинных поверхностей с деградированными почвами на повышениях и аккумулятивными – в понижениях. Создана серия почвенных и почвенно-экологических карт Иркутской области.

Лаборатория продолжает вести исследования также в таежных районах Сибири. В бассейне Нижней Тунгуски Власовой Н.В. впервые изучены ландшафтно-геохимические особенности среднетаежных геосистем в их естественном состоянии и в техногенных условиях при освоении подземных ресурсов. Установленная ею тенденция внедрения южно-таежных элементов в подзону средней тайги рассматривается как реакция ландшафта на глобальное потепление климата.

Проблеме изменения почвенной и в целом ландшафтно-геохимической среды в районах разведки, добычи и транспортировки углеводородного сырья в лаборатории уделяется большое внимание. Это касается территорий крупных нефтяных месторождений Сибири. На территории Ковыктинского газоконденсатного месторождения и трубопровода «Восточная Сибирь – Тихий океан» работали многие сотрудники ИГ СО РАН, результаты исследований широко представлены в монографиях и статьях. Дана оценка современного состояния ландшафтов на содержание ТМ и нефтепродуктов в почвах территории газоконденсатного месторождения Иркутской области.

Имеется патент на изобретение (№ 2655623, Воробьева, Власова, 2018) по геохимической оценке современного состояния и трансформации рекультивируемых земель буроугольного месторождения после угледобычи. Данная схема экологического мониторинга была опробована на законсервированных участках горных     пород при открытых разработках Азейского буроугольного месторождения Иркутского угольного бассейна.

Наряду с изучением специфики техногенной трансформации ландшафтных компонентов, в лаборатории исследуется проблема их восстановления. Дубыниной С.С и Напрасниковой Е.В. предложен метод оперативной интегральной оценки эколого-биохимического состояния почв – информационно-прогностическая модель выявления трендов процессов метаболизма органического вещества и соответственно прогрессивного или регрессивного развития урбо- и техногеосистем под влиянием внешних факторов.

Последние 20 лет сотрудниками лаборатории и аспирантами ведется мониторинг поверхностных вод акватории оз. Байкал, устьев рек и основных компонентов ландшафтов побережья озера (Воробьева, Власова, Белозерцева, Янчук, Лопатина, Зверева и др., 2017).

Проводятся совместные с коллегами Института географии и геоэкологии академии наук Монголии ландшафтно-геохимические работы по оценке современного состояния геосистем на трансграничной территории России и Монголии (Белозерцева, Воробьева, Лопатина и др., 2003-2022).

Коллективом сотрудников Института географии проведены ландшафтно-геохимические работы на территории месторождения редкоземельных элементов в Среднем Приононье и в Окинском районе (Восточный Саян) (Белозерцева, Лопатина, Черкашина и др., 2012, 2014).

В 2007 г. от лаборатории отсоединилось техническое подразделение Химико-аналитический центр (ХАЦ) института. Научным куратором ХАЦ являлась Н.Д. Давыдова. Его первым руководителем был назначен Р.В. Давыдов, далее Е.А. Зимник, В.Л. Халбаев.

В последнее время наметилась положительная тенденция увеличения лаборатории геохимии ландшафтов и географии почв за счет учеников, прихода молодого поколения. В 2015-2018 гг. А.А. Черкашина и Т.И. Знаменская и Д.Н. Лопатина защитили кандидатские диссертации по географии почв и геохимии ландшафтов. Ими проводятся исследования по геохимии почв и структуре почвенного покрова Прибайкалья. М.С. Янчук (Костюкова) изучает содержание нефтепродуктов в различных компонентах ландшафтов Прибайкалья. Власовой Н.В., Белозерцевой И.А., Знаменской Т.И. выявлены тенденции изменения почв в техногенных условиях алюминиевого производства и нефтегазоконденсатных месторождений. Территории интенсивного сельскохозяйственного использования исследуются Лопатиной Д.Н., Черкашиной А.А. Ими изучаются процессы агрогенной и постагрогенной трансформации почв сельскохозяйственных земель. Т.И. Знаменская, Н.А. Зверева выявили изменения физико-химических свойств почв Приольхонья в зоне рекреационного воздействия. Н.А. Скосырский изучает влияние техногенного загрязнения на почвенное дыхание в Предбайкалье.

Проводятся исследования реконструкции развития ландшафтно-климатических условий в Байкальском регионе на протяжении позднего плейстоцена-голоцена и изучение отклика почв на данные изменения (Голубцов, Черкашина, Знаменская, 2014, 2022).

Усилилось почвенно-картографическое направление лаборатории (Белозерцева, Сороковой и др., 2018; Черкашина, 2016; Лопатина, 2018; Самойлова, Сороковой, 2016). Созданы почвенные и почвенно-экологические карты Байкальского региона и ключевых участков.