Науково-дослідна робота

Наукова тематика кафедри присвячена вирішенню актуальних теоретичних і прикладних проблем грунтознавства, біогеохімії та екології.

Основні напрямки науково-дослідної роботи:

•  вивчення агроекологічного стану та рівня окультуреності основних типів ґрунтів;

•  проведення екологічної оцінки фізичного та фізико-хімічного стану ґрунтів та факторів їх родючості

•  розробка принципів генетичної та агроекологічної діагностики спірних типів ґрунтів Чернівецької області

•  створення картографічних моделей геохімії агроландшафтів Передкарпаття та Західного Лісостепу

•  здійснення діагностики ґрунтоутворення та моніторингу стану передкарпатських ґрунтів на основі біологічних критеріїв та вмісту в них груп і форм сполук заліза, алюмінію й марганцю

•  розробка математичних моделей родючості ґрунтів та її факторів з врахуванням основних законів землеробства та агроекологічних вимог основних сільськогосподарських культур.

За результатами досліджень співробітниками кафедри опубліковано понад 250 наукових праць, захищено 11 кандидатських і 3 докторські (Дмитрук Ю.М., Смага І.С., Польчина С.М.) дисертації. З науковою тематикою кафедри тісно пов'язана науково-дослідна робота студентів. На перших порах студенти вивчають літературні і фондові матеріали з проблем грунтознавства та землевпорядкування, узагальнюють ці матеріали та доповідають на засіданні гуртка. На старших курсах студенти залучаються до польових та лабораторно-аналітичних досліджень. Одержані результати служать основою доповідей на студентських наукових конференціях і публікацій у наукових виданнях. 

Наукові теми, що виконуються на кафедрі: 

Оцінка потенціалу секвестрації карбону ґрунтами агроекосистем в умовах змін клімату для досягнення нейтрального рівня деградації та стійкого управління ґрунтовими ресурсами
Evaluation of soil carbon (SOC) sequestration potential of agro-ecosystems in a changing climate to achieve neutral degradation and sustainable management of soil resources

Науковий керівник: проф. Дмитрук Юрій Михайлович (Dmytruk Yuriy Mychaylovych)

Термін виконання роботи: 07.12.2020 – 2024 р.р

Мета роботи: Розробити методичні рекомендації з оцінки потенціалу секвестрації карбону ґрунтами агроекосистем для стійкого управління агровиробництвом в регіоні при вирощуванні районованих культур (озима пшениця, соя, кукурудза, картопля) в умовах змін клімату.

Короткий зміст і очікувані результати: В результаті виконання проекту на основі картографо-аналітичних матеріалів заплановано одержати методичні рекомендації для землекористувачів різного рівня (ферма – агрохолдинг), в яких буде обґрунтовано можливості секвестрації Карбону ґрунтами в системі агротехнологій при вирощуванні районованих культур для досягнення «нульового» рівня деградації та пом’якшення змін клімату при переході на регенеративне землеробство.

Оцінка якісного стану ґрунтів природних екосистем та антропогенних ландшафтів:параметри, методологія, моделювання
Soil quality assessment of natural ecosystems and anthropogenic landscapes: indicators, methodology and simulation

Науковий керівник: проф. Дмитрук Юрій Михайлович (Dmytruk Yuriy Mychaylovych)

Термін виконання роботи: 1.01.2015 – 31.12. 2019 р.р

Мета роботи: Розвинути теоретико-методичні засади оцінки якості ґрунтів природних екосистем та антропогенних ландшафтів шляхом аналітично-експериментального дослідження параметрів ґрунтів і моделювання їх просторово-часової динаміки

Короткий зміст і очікувані результати: Передбачається вдосконалити і розширити методичні підходи до оцінки якісного стану ґрунтів й синхронізацію такої оцінки у відповідності зі стандартами Європейського співтовариства для практичної реалізації оцінювання ґрунтового покриву для актуальних економічних, екологічних та соціальних проектів. На основі аналізу й моделювання параметрів ґрунтів природних екосистем та антропогенних ландшафтів виявити та узагальнити закономірності функціонування ґрунтового покриву на сучасному етапі та розробити методологічні засади оцінки якісного стану ґрунтів. Дослідження базуються на аналітичних визначеннях параметрів ґрунтів, які можуть виступати узагальнюючими індикаторами якості ґрунтового покриву в умовах антропогенних імпактів та апробації існуючих в європейських державах методик такої оцінки для їхньої імплементації в державі, а також формуванні інноваційних підходів до оцінювання на основі геоінформаційного моделювання.

Концептуальні і методичні засади використання цифрових моделей місцевості для оцінки хронологічно-хорологічної мінливості ґрунтового покриву
Conceptual and methodological bases using digital terrain models for estimation chronologically-horological variability of soil cover 

Науковий керівник: проф. Дмитрук Юрій Михайлович (Dmytruk Yuriy Mychaylovych)

Термін виконання роботи: 1.01.2013 – 31.12.2015 рр.

Мета роботи: удосконалення теоретичних засад і розробка принципово нового методу крупномасштабного картографування ґрунтів на основі гідрологічно-коректних растрово-гексагональних моделей рельєфу та аналізу хронологічно-просторової варіабельності й комплексності ґрунтосфери шляхом виділення ряду додаткових морфометричних характеристик рельєфу, визначальних для еволюції ґрунтів і ландшафтів; прогнозування розвитку ерозійних процесів і поширення полютантів з використанням моделей рельєфу 

Короткий зміст і очікувані результати: На основі поглибленого аналізу будуть розроблятися теоретико-прикладні аспекти і методологія використання цифрових моделей місцевості у дослідженні хронологічно-хорологічної мінливості ґрунтів. На основі розширеної парадигми «докучаєвського» ґрунтознавства пропонуватиметься: нова методика крупномасштабного картографування ґрунтів на базі глибокого аналізу морфометричних показників рельєфу; теоретичні засади та інтерполяційні алгоритми математико-картографічної гідрологічно-коректної ЦМР на основі гексагонального растру із врахуванням каркасу рельєфу для розв’язання науково-прикладних задач з використанням ГІС-технологій. 

Вперше: на основі поглибленого аналізу розроблятимуться теоретико-прикладні аспекти і методологія використання цифрових моделей місцевості в дослідженні хронологічно-хорологічної мінливості ґрунтів та нова методика крупномасштабного картографування ґрунтів із врахуванням розширеного набору морфометричних показників 

Розроблено: теоретичні засади та інтерполяційні алгоритми генерації із використанням загальних положень теорії фракталів математико-картографічної гідрологічно-коректної ЦМР на основі гексагонального растру при врахуванні каркасу рельєфу для розв’язання науково-прикладних задач з використанням ГІС-технологій. 

Доповнено: методологію виділення основних і додаткових поверхневих параметрів рельєфу та розширено набір методів статистичного аналізу у розрізі хронологічно-хорологічної варіабельності ґрунтового покриву.

Порівняння очікуваних результатів із результатами інших авторів в даній області 

Набудуть подальшого розвитку: теоретичні та практичні підходи щодо використання цифрових моделей місцевості для вирішення проблемних завдань ґрунтознавства; дослідження причин помилок в ЦМР та шляхи їх мінімізації; методи, алгоритми та процеси виділення основних і додаткових геоморфологічних параметрів та розширено набір методів статистичного аналізу в розрізі хронологічно-хорологічної варіабельності ґрунтового покриву; практичні аспекти застосування математико-картографічної фрактально-розмірної гідрологічно-коректної ЦМР на основі гексагонального растру із врахуванням каркасу рельєфу для розв’язання науково-прикладних задач з використанням ГІС-технологій; методи прогнозування та запобігання забруднення та водної ерозії на основі процесо-орієнтованих моделей.

Із метою повторюваності та відтворюваності результатів дослідження використовуватиметься вільне програмне забезпечення та відповідні алгоритми із дотриманням умов Загальної громадської ліцензії GNU GPL різних версій та модифікацій. Зокрема, дослідження проводитимуться із  астосовуванням інструментальних засобів ГІС GRASS 6.4, Quantum, SAGA, ILWIS, LandSurf та мови статистичних обрахунків R у середовищі Debian GNU Linux 7.0. Широко використовуватимуться скрипти написані на R та bash. Візуалізація даних здійснюватиметься пакетами Nviz, ParaView та Google Earth. Для оцифрування вихідного топографічного матеріалу застосовуватимуться можливості векторизатора Easy Trace 7.99 та модуля GRASS v.digit. Генерація ЦМР буде проводитися із застосуванням модифікованого для гексагонального растру алгоритму, який реалізовує регуляризовані напружені сплайни, різних видів крігінгу та розроблених оригінальних алгоритмів, які реалізують власні концептуальні ідеї та бачення процесу.