Gully Erosion Zoning in the Middle Volga Region

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents a new scheme of zoning of modern gully erosion in a large region of the Russian Federation. Automated landscape zoning by means of artificial neural networks was carried out in order to determine the natural and anthropogenic conditions for the development of the gully network. Erosion zoning was implemented on the basis of large-scale geoinformation mapping of gullies by the method of visual interpretation of high- and ultra-high-resolution satellite images for 2017–2021. The basins of small rivers (1314 in total) with an average area of 91 km2 are taken as operational-territorial units. 22688 gullies (including their holes) were identified in the study area, the average length of which is 65 m, and the total length of the gully network is about 1500 km. The density of the gully network averages 12 m/km2, reaching a maximum of 301 m/km2. The density of gully dissection is used as an indicator for the zoning of gully erosion, this indicator indirectly reflects the intensity of gully formation in geo-space. The dominant (84% of basins) are areas either with no gully dissection or having weak or very weak gully erosion. The main reasons for the widespread damping of gully erosion are related to changes in land use and in the climate system, as well as an evolutionary factor – the transition of many gully forms to the balka stage of development.

About the authors

R. A. Medvedeva

Kazan Federal University, Institute of Ecology and Environmental Sciences

Author for correspondence.
Email: gregina8@mail.ru
Russia, 420008, Kazan

O. P. Yermolaev

Kazan Federal University, Institute of Ecology and Environmental Sciences

Email: gregina8@mail.ru
Russia, 420008, Kazan

References

  1. Арманд Д.Л. Наука о ландшафте. М.: Мысль, 1975. 288 с.
  2. Бондарев В.П. Инженерная геодинамика овражно-балочных систем. Обзорная информация. М.: Геоинформмарк, 1998. 61 с.
  3. Будыко М.И. Климат и жизнь. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 472 с.
  4. Бутаков Г.П. Динамика овражной и речной эрозии в конце ХХ века на территории Республики Татарстан // Современные и древние эрозионные процессы. Казань, 2001. С. 51–67.
  5. География овражной эрозии / Под ред. Зориной Е.Ф. М.: Изд-во МГУ, 2006. 324 с.
  6. Гоголь Ф.В. Динамика центров действия атмосферы первого естественного синоптического района и их влияния на изменения климата Республики Татарстан в зимнее время. Автореф. дис. … канд. геогр. наук. Казань, 2010. 27 с.
  7. Дуглав В.А. Изучение эрозионного расчленения и составление эрозионных карт по аэрофотоснимкам // Вопросы геоморфологии Среднего Поволжья. Уч. зап. Казан. ун-та, 1964. Т. 124. С. 22–30.
  8. Дуглав В.А. Составление карт густоты эрозионной расчлененности рельефа // Итоговая научн. конф. КГУ за 1963 г., секция географических, геолого-минералогических наук. Казань, 1964. С. 10–11.
  9. Ермолаев О.П. Геоинформационное картографирование эрозии почв в регионе Среднего Поволжья // Почвоведение. 2017. № 1. С. 130–144. https://doi.org/10.7868/S0032180X17010075
  10. Ермолаев О.П. Эрозия в бассейновых геосистемах. Казань: Изд-во УНИПРЕСС, 2002. 264 с.
  11. Ермолаев О.П., Медведева Р.А., Платончева Е.В. Методические подходы к мониторингу процессов эрозии на сельскохозяйственных землях Европейской части России с помощью материалов космических съемок // Уч. записки Казанск. ун-та. 2017. Т. 159. № 4. С. 668–680.
  12. Ермолаев О.П., Медведева Р.А., Иванов М.А. Современная овражная эрозия в лесных и лесостепных ландшафтах востока Русской равнины // Геоморфология. 2021. Т. 52. № 4. С. 28–41. https://doi.org/10.31857/S0435428121040064
  13. Зорина Е.Ф., Каташ И.Г., Любимов Б.П., Никольская И.И., Прохорова С.Д. Новые типы карт опасности овражной эрозии // Геоморфология. 1992. № 3. С. 25–31.
  14. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. М.: Высш. шк., 1991. 366 с.
  15. Коломыц Э.Г. Полиморфизм ландшафтно-зональных систем. Пущино, 1998. 311 с.
  16. Косов Б.Ф., Константинова Г.С. Комплексная карта овражности равнинной территории СССР // Геоморфология. 1973. № 3. С. 3–9.
  17. Медведева Р.А., Ермолаев О.П. Геоинформационное картографирование овражной сети (на примере ландшафтов Саратовской области) // Известия Русского географического общества. 2022. № 154. С. 3–21.
  18. Миронова Е.А. Овражность территории СССР // Геоморфология. 1971. № 3. С. 25–35.
  19. Овражная эрозия востока Русской равнины / Под ред. Дедкова А.П. Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1990. 142 с.
  20. Пространственно-временные закономерности развития современных процессов природно-антропогенной эрозии на Русской равнине / Под. ред. Голосова В.Н., Ермолаева О.П. Казань: Изд-во АН РТ, 2019. 372 с.
  21. Ретеюм А.Ю. Физико-географическое районирование и выделение геосистем // Вопросы географии. М.: Мысль, 1975. сб. 98. С. 5–27.
  22. Рыжов Ю.В. Формирование оврагов на юге Восточной Сибири. Новосибирск: Академическое изд-во “Гео”, 2015. 180 с.
  23. Рысин И.И. Овражная эрозия в Удмуртии. Ижевск: Изд-во Удмурт. ун-та, 1998. 274 с.
  24. Рысин И.И., Голосов В.Н., Григорьев И.И., Зайцева М.Ю. Влияние изменений климата на динамику темпов роста оврагов Вятско-Камского междуречья // Геоморфология. 2017. № 1. С. 90–102.
  25. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. М.: Изд-во АН СССР, 1948. 308 с.
  26. Ступишин А.В., Дуглав В.Н., Лаптева Н.Н. Географический анализ овражно-балочных систем в пределах Татарской АССР. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1980. 152 с.
  27. Терехин Э.А. Изменение лесистости овражно-балочных систем юга Среднерусской возвышенности за последние десятилетия // Научные ведомости Белгородского гос. ун-та. Сер. Естественные науки. 2018. Т. 42. № 2. С. 223–230. https://doi.org/10.18413/2075-4671-2018-42-2-223-230
  28. Физико-географическое районирование Среднего Поволжья / Под ред. Ступишина А.В. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1964. 197 с.
  29. Golosov V., Yermolaev O., Rysin I., Vanmaercke M., Medvedeva R., Zaytseva M. Mapping and spatial-temporal assessment of gully density in the middle volga region // Russia Earth Surface Processes and Landforms. 2018. V. 43. P. 2818–2834. https://doi.org/10.1002/esp.4435
  30. Kohonen T. Self-Organising Maps. Heidelberg: Springer-Verlag, 1997. 416 p.
  31. Yermolaev O., Medvedeva R., Poesen J. Spatial and temporal dynamics of gully erosion in anthropogenically modified forest and forest-steppe landscapes of the European part of Russia // Earth Surface Processes and Landforms. 2022. V. 47. P. 2926–2940. https://doi.org/10.1002/esp.5433
  32. Yermolaev O., Mukharamova S., Maltsev K., Ivanov M., Ermolaeva P., Gayazov A., Mozzherin V., Kharchenko S., Marinina O.A., Lisetskii F. Geographic Information System and Geoportal “River basins of the European Russia” // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2018. V. 107. P. 012108. https://doi.org/10.1088/1755-1315/107/1/012108
  33. http://bassepr.kpfu.ru/ (дата обращения: 01.11.2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (2MB)
Indexing metadata
3.

Download (122KB)
Indexing metadata
4.

Download (2MB)
Indexing metadata
5.

Download (2MB)
Indexing metadata
6.

Download (2MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Р.А. Медведева, О.П. Ермолаев