Решение запланированных задач позволило:

- разработать методологию мониторинга экологического состояния почв на основе региональных эталонов;

- провести апробацию методики идентификации зональных эталонов и выделения редких, исчезнувших и уникальных почв в составе Красной книги почв Алтайского края.
- подготовить цифровую информационную базу данных почв Алтайского края (ретроспективные данные и современное состояние).

По результатам полевых и лабораторных обследований проведен анализ современного состояния почв исследуемых почвенных районов, дана оценка плодородия и предложена методика мониторинга.

Теоретические основы базовой классификации почв изложены в работе И.А. Соколова (2004). Но центральный образ базовой классификации имеет региональные особенности поэтому единый «образ» например, для черноземов выщелоченных, без учета провинциальных черт будет не точным или вообще искаженным. Так, в Алтайском крае выщелоченные черноземы являются зональными почвами нескольких почвенных районов (табл.2). Поэтому наряду с центральным образом необходим региональный количественный эталон для каждого почвенного района, позволяющий однозначно идентифицировать почву.

За отчетный период было разработано более 20 информационно-логических моделей (для 4, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 20, 29, 31 и 33 почвенных районов умеренно засушливой и колочной степи, лесостепи, а также предгорных равнин Алтая). Количественные модели определяют классификационные границы свойств региональных эталонов (специфичные состояния свойств). Для каждого почвенного района эти характеристики имеют специфические особенности. Эти модели послужили основой для выделения категорий Красной книги почв Алтайского края: категория зональные эталоны – почвы соответствующие по набору свойств региональному эталону, категория редкие почвы - существенно отличающиеся по свойствам от эталонов.

Однако, реальные почв редко имеют полное совпадение с региональным эталоном («центральным образом»). Это характерно для классификационным соседей (почв одного типа, но различных подтипов). Поэтому для объективной идентификации реальных почв разработаны качественные модели, позволяющие по набору количественных признаков, имеющих наивысший таксономический вес, однозначно определить принадлежность почвы к определенной таксономической группе.

Анализ изменения количественных параметров в профиле региональных эталонов показал закономерности агрогенной трансформации пахотных почв: изменение аккумулятивного характера распределения биогенных элементов (валового азота, обменного фосфора и калия, поглощенного кальция, гумуса) указывает на агроистощение почв, облегчение гранулометрического состава (фракций физической гл ины и ила) – на развитие процессов водной эрозии и дефляции.

Сравнение региональных эталонов одинаковых таксономических групп (табл.) различных почвенных районов одной зоны или подзоны подтвердило количественные различия их свойств.

Проверка математических модлей на реальных почвах проводилось в ходе 3-х летней экспедиции (2019-21 гг., табл. 1). Это позволило не только подтвердить высокую точностьь полученных математических моделей региональных эталонов почв, но и получить современные почвенно-агрохимические данные по исследуемым почвенным районам.

Цифровые материалы, подготовленные в ходе разработки математических моделей региональных эталонов почв имеют важное практическое значение для корректировки Единого государственного реестра почвенных ресурсов России (ЕГРПР) по Алтайскому краю, организации мониторинга агрогенных почв и почв особо охраняемых природных территорий (ООПТ).

Данный этап работы приобретает особую актуальность в свете Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации и согласуется с региональной программой по цифровизации АПК региона. Содержание и формат представленных результатов исследования ориентирован на современные цифровые технологии и интеграцию их в систему геоинформационного пространства. Полученные количественные модели зональных эталонов почв могут служить цифровой основой в решении современных задач по разработке технологий Big Data для сельскохозяйственных предприятий региона и мониторинга за состоянием почвенного покрова.

Справочно: Исследования выполнены при поддержке РФФИ, грант № 18-44-220003 «Математическое моделирование региональных эталонов естественных и агрогенных почв Алтайского края».

Исполнители: Пивоварова Е.Г., Кононцева Е.В., Хлуденцов Ж.Г., Аверьянова И.П.

Закладка разрезов региональных эталонов почв - Чернозема выщелоченного, 12 ПР, Шелаболихинский р-н,2018г.
Региональный эталон дерново-подзолистой почвы, 17 ПР Егорьевский р-н, 2016г.
Эталон редких почв Солончак,7 ПР Романовский р-н, 2019г.
Эталон редких почв - Солодь, 6 ПР Хабарский р-н, 2020г.
Эталон редких почв Черноземно-луговая, 8 ПР Романовский р-н, 2020г.
Уникальные почвы - фото сверху- Чт, 40 ПР луговая степь, Карама (плейстоцен), справа - Денисова пещера, берег Ануя, 2019.
Эталон редких почв, СН, 3 ПР Ключевской р-н, 2018г.
Региональный эталон К2 , 3 ПР Ключевской р-н, 2018г.
Региональный эталон С2 , 14 ПР Тальменский р-н, 2021г.