Солончаки, образующиеся на осушенных берегах гиперсолёных озёр, представляют собой природные объекты, весьма чувствительную к климатическим изменениям (Лебедева (Верба), 2008). Взаимные сезонные вариации площадей гиперсолёных озёр и солончаков, вызванные циклическими процессами обводнения и осушения несут важную информацию о пространственно-временных характеристиках происходящих гидрологических изменений, их интенсивности, продолжительности, масштабах.
Для оперативного мониторинга засолённых почв и солончаков применяются методы дистанционного мониторинга, основанные на использовании спутниковых данных оптического и микроволнового диапазонов (Metternicht, Zinck, 2003; Farifteh, Farshad, 2006; Wang et al., 2024). Проблема повышения достоверности данных дистанционного микроволнового зондирования засолённых почв и солончаков (как предельного случая накопления почвенных солей) заключается в очень значительной суточной и сезонной (преимущественно в тёплый период) динамике диэлектрических и радиоизлучательных характеристик солончаковых грунтов, зависящих от совокупного влияния температуры, объёмной влажности, засолённости, ионного состава солей, а также от гранулометрического состава, определяющего объёмные доли связанной и свободной воды.
В данной работе приведен сравнительный анализ результатов моделирования диэлектрических и радиоизлучательных характеристик солончаков, основанный на экспериментальных данных. Электрофизические и диэлектрические характеристики измеряли на частоте 50 МГц методом коаксиальной импедансной диэлектрической рефлектометрии с помощью портативного датчика Stevens HydraGO, предназначенного для определения температуры, влажности, электропроводности почвы и поровой влаги, действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости. В полевых условиях исследовали суточную динамику электрических, диэлектрических характеристик подстилающей поверхности солончака. В лабораторных условиях измеряли электрофизические и диэлектрические характеристики солончаковых грунтов при разных значениях температуры (в диапазоне от минус 19 до + 40 градусов Цельсия), объёмной влажности (от 0 до 0,28 куб.см/куб.см). На их основе рассчитывали радиоизлучательные характеристики солончаковых грунтов. Использовали образцы солончаковых грунтов, отобранные с поверхности природных солончаков с разным составом солей, находящихся в Алтайском крае: 1) хлоридно-натриевый солончак, прилегающий к озеру Бурсоль; 2) содовый солончак озера Танатар-2; 3) сульфатно-хлоридный солончак озера Мормышанское; 4) содовый солончак озера Петухово (содовое). Для каждого исследуемого солончака определяли гранулометрический состав грунта и ионный состав почвенного раствора.
Из анализа экспериментальных данных следует, что диэлектрические и радиоизлучательные характеристики солончаковых грунтов с разным типом почвенного засоления, зависящие от совокупного влияния термодинамической температуры, объёмной влажности, массовых концентрации и типов растворённых солей, существенным образом различаются. Причинами этих различий являются изменения компонентного состава солончакового грунта, происходящие при вариациях температуры и влажности и различные для солончаков с разной массовой концентрацией и типом минеральных солей, растворённых в почвенной влаге, в том числе: объёмной доли связанной воды, адсорбированной на почвенных частицах, солёности почвенно-грунтовой влаги (от насыщенного раствора до разбавленного раствора), объёмной доли нерастворённых солей, находящихся в осадке. Перечисленные компоненты характеризуются разными диэлектрическими параметрами, в соответствии с которыми наблюдаются изменения диэлектрических и радиоизлучательных характеристик солончакового грунта.
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 25-27-20020 « Разработка методов дистанционного мониторинга солончаков как индикаторов гидрологических изменений территории (на примере Алтайского края)», http://rscf.ru/project/25-27-20020/

Ключевые слова: солончак, электропроводность, комплексная диэлектрическая проницаемость, коэффициент излучения, радиояркостная температура, диапазон ультракоротких волн

Литература:

Лебедева (Верба) М. П., Лопухина О. В., Калинина Н. В. Особенности химико-минералогического состава солей в соровых солончаках и озерах Кулундинской степи // Почвоведение. 2008. № 4. С. 467–480.
J. Farifteh, A. Farshad, R.J. George, Assessing salt-affected soils using remote sensing, solute modelling, and geophysics // Geoderma, 2006. V. 130, No. 3–4. P. 191-206, https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2005.02.003.
Wang F., Han L., Liu L. et al. Advancements and Perspective in the Quantitative Assessment of Soil Salinity Utilizing Remote Sensing and Machine Learning Algorithms: A Review // Remote Sensing. 2024. V.16(24) Article 4812. https://doi.org/10.3390/rs16244812
Metternicht G.I., Zinck J.A. Remote sensing of soil salinity: potentials and constraints // Remote Sensing of Environment, 2003. V. 85. No. 1. P. 1-20, https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00188-8.

XXIV.F.274

Сравнительный анализ электрофизических, диэлектрических и радиоизлучательных характеристик солончаков с разным типом засоления

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов