ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2025-4-17ecodag-3584Research ArticleГЕОЭКОЛОГИЯGEOECOLOGYГеоморфологические основы формирования и функционирования аква‐территориального (морского) карбонового полигона «Каспий» на дагестанском побережье Каспийского моряGeomorphological Foundations for the Formation and Functioning of the "Caspiy" Aqua‐Territorial (Marine) Carbon Polygon on the Dagestan Coast of the Caspian Seahttps://orcid.org/0000-0001-7731-5594АтаевЗ. В.AtaevZ. V.

Загир В. Атаев, кандидат географических наук, доцент кафедры рекреационной географии и устойчивого развития; ведущий научный сотрудник, лаборатория гидрогеологии и геоэкологии, Институт геологии

367000 г. Махачкала, ул. Дахадаева, 21

367000 г. Махачкала, ул. М. Ярагского, 75

Тел. +79289611097

Zagir V. Ataev, PhD (Geography), Associate Professor, Department of Recreational Geography and Sustainable Development, Institute of Ecology and Sustainable Development;  Leading Researcher, Laboratory   of Hydrogeology and Geoecology, Institute of Geology

21 Dakhadaeva St., Makhachkala, 367000

 75 M. Yaragsky St, Makhachkala, 367000

Tel. +79289611097

zagir05@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7359-1951ГаджиевА. А.GadzhievA. A.

Алимурад А. Гаджиев

Махачкала

Alimurad A. Gadzhiev

Makhachkala

https://orcid.org/0009-0009-5523-5214ГюльмагомедовА. М.GyulmagomedovA. M.

Абдула М. Гюльмагомедов

Махачкала

Abdula M. Gyulmagomedov

Makhachkala

https://orcid.org/0000-0003-1137-2726ДжамирзоевГ. С.DzhamirzoevG. S.

Гаджибек С. Джамирзоев

Махачкала

Gadzhibek S. Dzhamirzoev

Makhachkala

https://orcid.org/0000-0003-0736-1522ТеймуровА. А.TeymurovA. A.

Абдулгамид А. Теймуров

Махачкала

Abdulgamid A. Teymurov

 

Дагестанский государственный университет; Дагестанский федеральный исследовательский центр Российской академии наукDagestan State University; Dagestan Federal Research Centre, Russian Academy of SciencesДагестанский государственный университетDagestan State UniversityГосударственный природный заповедник «Дагестанский»Dagestansky State Nature Reserve202530012026204178‐189Copyright © Атаев З.В., Гаджиев А.А., Гюльмагомедов А.М., Джамирзоев Г.С., Теймуров А.А., 20262026Атаев З.В., Гаджиев А.А., Гюльмагомедов А.М., Джамирзоев Г.С., Теймуров А.А.Ataev Z.V., Gadzhiev A.A., Gyulmagomedov A.M., Dzhamirzoev G.S., Teymurov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/3584

Цель: исследование  геоморфологического строения, морфодинамики и  ландшафтно‐экологических  особенностей  дагестанского  побережья Каспийского  моря  для  научного  обоснования  создания  аква‐ территориального карбонового полигона «Каспий». Особое внимание уделено  обоснованию  уникальности  полигона как  первой в  России  и мире  площадки  подобного  типа,  формируемой  на  крупном внутриматериковом замкнутом водоёме. Использован комплексный анализ литературных данных, материалов дистанционного  зондирования  (Sentinel‐2,  Landsat‐8),  цифровых моделей  рельефа  и  полевых  наблюдений.  Применены  методы геоморфологической  типизации  берегов,  анализа  динамики береговой линии и оценки ландшафтно‐экологических рисков. Установлено,  что  современная  регрессия  уровня  Каспийского  моря вызывает  интенсификацию  аккумулятивных  процессов:  рост  кос  и баров,  обмеление  лагун,  расширение  солончаковых  и  песчаных массивов. Выявлена высокая чувствительность дельтовых комплексов Терека, Сулака и Самура к изменениям уровня моря и речного стока. Оценены  основные  ландшафтно‐экологические  риски: опустынивание,  вторичное  засоление,  деградация  водно‐болотных угодий. Обоснована необходимость создания карбонового полигона «Каспий» как  ключевой  и  в  то  же  время  уникальной  площадки  для долгосрочного  мониторинга  углеродного  баланса  и  состояния прибрежных  экосистем  на  крупном  внутриматериковом  замкнутом водоёме. Показано, что  такой  полигон не имеет аналогов в России и мире,  что  подчёркивает  его  значимость  для  изучения трансформирующихся  природных  систем  и  апробации  ГИС‐методов прогнозирования изменений береговой зоны в условиях динамичных природных и антропогенных процессов

The  study  investigates  the  geomorphological  structure,  morphodynamics and  landscape‐ecological  characteristics  of  the  Dagestan  coast  of  the Caspian  Sea  in  order  to  provide  a  scientific  rationale  for establishing  the aqua‐territorial  carbon  polygon  “Caspiy”.  Special  attention  is  given  to substantiating the uniqueness of this polygon as the first facility of its kind in Russia and worldwide to be created on a large inland closed water body. The  study  is  based  on  a  comprehensive  analysis  of  published  sources, remote  sensing data  (Sentinel‐2,  Landsat‐8),  digital elevation models and field observations. Methods applied include geomorphological typology of coasts,  shoreline  dynamics  analysis  and  assessment  of  landscape‐ ecological risks. It  has  been  established  that  the  ongoing  regression  of  Caspian  Sea  level intensifies accumulative processes, including the growth of spits and bars, lagoon  shallowing  and  expansion  of  saline  and  sandy  landforms.  High sensitivity of the Terek, Sulak, and Samur delta complexes to sea‐level and river  discharge  variations  has  been  identified.  Key  landscape‐ecological risks have been assessed, including desertification,  secondary salinisation and degradation of wetlands. The study substantiates the need to establish the “Caspiy” carbon polygon as a key and at the same time unique platform for long‐term monitoring of the  carbon  balance  and  coastal  ecosystem  dynamics  on  a  large  inland closed water body. It is shown that no analogous polygon exists in Russia or  globally,  which  underscores  its  significance  for  studying  the transformation of natural  systems and  for  testing GIS‐based methods  for predicting coastal zone changes under dynamic natural and anthropogenic conditions. 

Каспийское моредагестанское побережьебереговая геоморфологияморфодинамикарегрессия уровня моряаккумулятивные берегадельты ТерекаСулака и Самуралагунно‐барные системыландшафтно‐экологические рискидистанционное зондированиеГИС‐картографированиекарбоновый полигон «Каспий»Caspian SeaDagestan coastcoastal geomorphologymorphodynamicssea‐level regressionaccumulative coastsriver deltas (TerekSulakSamur)lagoon and bar systemslandscape‐ecological risksremote sensingGIS mapping“Caspiy” carbon polygonИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25‐17‐20040 «Пространственновременная изменчивость приморских природных и антропогенных ландшафтов Дагестана под влиянием современных климатических изменений и колебаний уровенного режима Каспийского моря» (http//rscf.ru/project/25‐17‐20040/).This work was supported by the Russian Science Foundation, grant no. 25‐17‐20040, «Spatiotemporal variability of coastal natural and anthropogenic landscapes of Dagestan under the influence of modern climate change and fluctuations in the level regime of the Caspian Sea» (https://rscf.ru/project/2517‐20040/).ReferencesРычагов Г.И. Плейстоценовая история Каспийского моря. М.: Изд‐во МГУ, 1997. 267 с.Rychagov G.I. Pleistotsenovaya istoriya Kaspiiskogo morya [Pleistocene History of the Caspian Sea]. Moscow, MSU Publ., 1997, 267 p. (In Russian)Свиточ А.А., Янина Т.А. Четвертичные отложения побережий Каспийского моря. М.: РАСХН, 1997. 268 с.Svitoch A.A., Yanina T.A. Chetvertichnye otlozheniya poberezhii Kaspiiskogo morya [Quaternary Sediments of the Caspian Sea Coasts]. Moscow, RASKhN Publ., 1997, 268 p. (In Russian)Леонтьев О.К., Маев Е.Г., Рычагов Г.И. Геоморфология берегов и дна Каспийского моря. М.: Изд‐во МГУ, 1977. 208 с.Leont'ev O.K., Maev E.G., Rychagov G.I. Geomorfologiya beregov i dna Kaspiiskogo morya [Geomorphology of the Shores and Bottom of the Caspian Sea]. Moscow, MSU Publ., 1977, 208 p. (In Russian)IPCC. Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate (Chapter 4: Sea Level Rise and Implications). Geneva, 2019. P. 321–445.IPCC. Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate (Chapter 4: Sea Level Rise and Implications). Geneva, 2019, pp. 321–445.Карбоновые полигоны. Минобрнауки России – пилотный проект. Итоги первого года. М.: Инконсалт, 2021. 45 с.Uglerodnye poligony. Minobrnauki Rossii – pilotnyi proekt. Itogi pervogo goda [Carbon Polygons. Russian Ministry of Education and Science – Pilot Project. Results of the First Year]. Moscow, Inkonsalt Publ., 2021, 45 p. (In Russian)ESA. Sentinel‐2 User Handbook. 2015.ESA. Sentinel‐2 User Handbook. 2015.Якушев В.П., Дубенок Н.Н., Лупян Е.А. Опыт применения и перспективы развития технологий дистанционного зондирования Земли для сельского хозяйства // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. N 3. С. 11–23. DOI 10.21046/2070‐7401‐2019‐16‐3‐11‐23Yakushev V.P., Dubenok N.N., Lupyan E.A. Experience in the application and development prospects of Earth remote sensing technologies for agriculture. Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space, 2019, vol. 16, no. 3, pp. 11–23. (In Russian) DOI: 10.21046/2070‐7401‐2019‐16‐3‐11‐23Vostokov S.V., Sahling I.V., Vostokova A.S. et al. Seasonal Chlorophyll Variability in the Caspian Sea Based on Remote Sensing Data // Doklady Earth Sciences. 2023. V. 508. Suppl. 1. P. S47–S52. DOI: 10.1134/S1028334X22601924Vostokov S.V., Sahling I.V., Vostokova A.S. et al. Seasonal Chlorophyll Variability in the Caspian Sea Based on Remote Sensing Data. Doklady Earth Sciences, 2023, vol. 508, suppl. 1, pp. S47–S52. DOI: 10.1134/S1028334X22601924Раджабова Р.Т., Ахмедова Л.Ш. Оценка природно‐антропогенного воздействия на эко‐ и геосистемы зоны водохранилища Ирганайской ГЭС по данным дистанционного зондирования // Юг России: экология, развитие. 2024. Т.19. N 3. С. 193–203. DOI: 10.18470/1992‐1098‐2024‐3‐193‐203Radzhabova R.T., Akhmedova L.Sh. Assessment of natural and anthropogenic impact on eco‐ and geosystems of the Irganai HPP reservoir zone using remote sensing data. South of Russia: ecology, development, 2024, vol. 19, no. 3, pp. 193–203. (In Russian) DOI: 10.18470/1992‐1098‐2024‐3‐193‐203Панасенко Д.Н. Экологическая безопасность Каспийского моря в условиях нефтегазодобывающей деятельности // Нефтегазовые технологии и экологическая безопасность. 2004. N 2. С. 136–144.Panasenko D.N. Environmental safety of the Caspian Sea under conditions of oil and gas production. Neftegazovye tekhnologii i ekologicheskaya bezopasnost' [Oil and Gas Technologies and Environmental Safety]. 2004, no. 2, pp. 136–144. (In Russian)Варущенко А.Н., Варущенко С.И., Клиге Р.К. Изменение режима Каспийского моря и бессточных водоемов в палеовремени. М.: Наука, 1987. 234 с.Varushchenko A.N., Varushchenko S.I., Klige R.K. Izmenenie rezhima Kaspiiskogo morya i besstochnykh vodoemov v paleovremeni [Changes in the Regime of the Caspian Sea and Endorheic Water Bodies in Paleotime]. Moscow, Nauka Publ., 1987, 234 p. (In Russian)Абумуслимов А.А., Банкурова Р.У., Алахвердиев Ф.Д. Особенности геоморфологии Терско‐Кумской низменности // Вестник Академии наук Чеченской Республики. 2013. N 1(18). С. 72–76.Abumuslimov A.A., Bankurova R.U., Alakhverdiev F.D. Features of the geomorphology of the Tersko‐Kuma lowland. Vestnik Akademii nauk Chechenskoi Respubliki [Bulletin of the Academy of Sciences of the Chechen Republic]. 2013, no. 1(18), pp. 72–76. (In Russian)Kroonenberg S.B., Badyukova E.N., Storms J.E.A., et al. A full sea‐level cycle in 65 years: barrier dynamics along Caspian shores // Sedimentary Geology. 2000. V. 134. Is. 3–4. P. 257‐274. DOI: 10.1016/S0037‐0738(00)00048‐8Kroonenberg S.B., Badyukova E.N., Storms J.E.A., et al. A full sealevel cycle in 65 years: barrier dynamics along Caspian shores. Sedimentary Geology, 2000, vol. 134, iss. 3–4, pp. 257–274. DOI: 10.1016/S0037‐0738(00)00048‐8Обмеление Каспия вызвало появление новых островов и изменило береговые линии // ТАСС. 24 марта 2024. URL: https://tass.ru/nauka/23481053 (дата обращения: 05.08.2025)Shallowing of the Caspian Sea caused the appearance of new islands and changed coastlines. TASS, March 24, 2024. (In Russian) Available at: https://tass.ru/nauka/23481053 (accessed 05.08.2025)Koriche S.A., Singarayer J.S., Hannah L.C., et al. What are the drivers of Caspian Sea level variation during the late Quaternary? // Quaternary Science Reviews. 2022. V. 283. Article id: 107457. DOI: 10.1016/j.quascirev.2022.107457Koriche S.A., Singarayer J.S., Hannah L.C., et al. What are the drivers of Caspian Sea level variation during the late Quaternary? Quaternary Science Reviews, 2022, vol. 283, article id: 107457. DOI: 10.1016/j.quascirev.2022.107457Сорокин В.М., Янина Т.А., Лукша В.Л. О времени последней связи Каспийского и Черного морей в позднем плейстоцене // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. 2023. N 1. С. 75–84. DOI: 10.55959/MSU0579‐9406‐4‐2023‐63‐1‐75‐84Sorokin V.M., Yanina T.A., Luksha V.L. On the timing of the last connection between the Caspian and Black Seas in the Late Pleistocene. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 4: Geologiya [Moscow University Geology Bulletin]. 2023, no. 1, pp. 75–84. (In Russian) DOI: 10.55959/MSU0579‐9406‐4‐2023‐63‐1‐75‐84Михайлова М.В. Закономерности скачкообразного развития дельт // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. N 6. С. 676–684. DOI: 10.31857/S0321059621060122Mikhailova M.V. Patterns of abrupt delta development. Water Resources, 2021, vol. 48, no. 6, pp. 676–684. (In Russian) DOI: 10.31857/S0321059621060122Naderi Beni A., Lahijani H., Mousavi R.H., et al. Caspian sea‐level changes during the last millennium: historical and geological evidence from the south Caspian Sea // Climate of the Past. 2013. V. 9. P. 1645–1665. DOI: 10.5194/cp‐9‐1645‐2013Naderi Beni A., Lahijani H., Mousavi R.H., et al. Caspian sea‐level changes during the last millennium: historical and geological evidence from the south Caspian Sea. Climate of the Past, 2013, vol. 9, pp. 1645–1665. DOI: 10.5194/cp‐9‐1645‐2013Vostokov S.V., Pautova L.A., Sahling I.V. et al. Seasonal and LongTerm Phytoplankton Dynamics in the Middle Caspian According to Satellite Data and In Situ Observations in the First Decades of the 21st Century // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. V. 11. Iss. 5. Article id: 957. DOI: 10.3390/jmse11050957Vostokov S.V., Pautova L.A., Sahling I.V. et al. Seasonal and Long‐Term Phytoplankton Dynamics in the Middle Caspian According to Satellite Data and In Situ Observations in the First Decades of the 21st Century. Journal of Marine Science and Engineering, 2023, vol. 11, iss. 5, article id: 957. DOI: 10.3390/jmse11050957Атаев З.В., Братков В.В., Гаджибеков М.И. Полупустынные ландшафты Северо‐Западного Прикаспия: изменчивость климата и динамика: монография. Махачкала: ДГПУ, 2011. 123 с.Ataev Z.V., Bratkov V.V., Gadzhibekov M.I. Polupustynnye landshafty Severo‐Zapadnogo Prikaspii: izmenchivost' klimata i dinamika [Semi‐Desert Landscapes of the Northwestern Caspian Region: Climate Variability and Dynamics]. Makhachkala, DSPU Publ., 2011, 123 p. (In Russian)Каспийское море: энциклопедия / авторы и составители И.С. Зонн, А.Г. Костяной, А.Н. Косарев, С.С. Жильцов. 2‐е изд. М.: Международные отношения, 2015. 542 с.Zonn I.S., Kostyanoi A.G., Kosarev A.N., Zhil'tsov S.S., eds. Zhiltsov Kaspiiskoe more: entsiklopediya [Caspian Sea: Encyclopedia]. Moscow, Mezhdunarodnye otnosheniya Publ., 2015, 2nd ed., 542 p. (In Russian)Kakroodi A.A., Leroy S.A.G., Kroonenberg S.B., et al. Late Pleistocene and Holocene sea‐level change and coastal paleoenvironment evolution along the Iranian Caspian shore // Marine Geology. 2015. V. 361. P. 111–125. DOI: 10.1016/j.margeo.2015.01.007Kakroodi A.A., Leroy S.A.G., Kroonenberg S.B., et al. Late Pleistocene and Holocene sea‐level change and coastal paleoenvironment evolution along the Iranian Caspian shore. Marine Geology, 2015, vol. 361, pp. 111–125. DOI: 10.1016/j.margeo.2015.01.007Игнатов Е.И., Рычагов Г.И., Эльдаров Э.М. и др. Динамика каспийских берегов в концепции "Атласа культурного и природного наследия Дагестана" // Геоморфология и палеогеография. 2020. N 4. С. 58–73.Ignatov E.I., Rychagov G.I., Eldarov E.M. et al. Dynamics of the Caspian shores in the concept of the "Atlas of Cultural and Natural Heritage of Dagestan". Geomorfologiya i paleogeografiya [Geomorphology and Paleogeography]. 2020, no. 4, pp. 58–73. (In Russian)Эдельгериев Р.С.Х., Иванов А.Л., Донник И.М. и др. Глобальный климат и почвенный покров России: проявления засухи, меры предупреждения, борьбы, ликвидация последствий и адаптационные мероприятия (сельское и лесное хозяйство). М.: Издательство МБА, 2021. 700 с.Edelgeriev R.S.Kh., Ivanov A.L., Donnik I.M. et al. Global'nyi klimat i pochvennyi pokrov Rossii: proyavleniya zasukhi, mery preduprezhdeniya, bor'by, likvidatsiya posledstvii i adaptatsionnye meropriyatiya (sel'skoe i lesnoe khozyaistvo) [Global Climate and Soil Cover of Russia: Manifestations of Drought, Measures of Prevention, Control, Elimination of Consequences and Adaptation Measures (Agriculture and Forestry)]. Moscow, MBA Publ., 2021, 700 p. (In Russian)State of Environment of the Caspian Sea (SOE). Tehran: Caspian Environment Programme, 2019. 134 p.State of Environment of the Caspian Sea (SOE). Tehran, Caspian Environment Programme, 2019, 134 p.Leroy S.A.G., Gracheva R., Medvedev A. Natural hazards and disasters around the Caspian Sea // Natural Hazards. 2022. V. 114. N 3. P. 2435–2478. DOI 10.1007/s11069‐022‐05522‐5Leroy S.A.G., Gracheva R., Medvedev A. Natural hazards and disasters around the Caspian Sea. Natural Hazards, 2022, vol. 114, no. 3, pp. 2435–2478. DOI: 10.1007/s11069‐022‐05522‐5Табелинова А.С. Колебание уровня Каспийского моря: причины, последствия и методы исследования // Евразийский Союз Ученых. 2019. N 7(61). С. 57–61.Tabelinova A.S. Fluctuations of the Caspian Sea level: causes, consequences and research methods. Evraziiskii Soyuz Uchenykh [Eurasian Union of Scientists]. 2019, no. 7(61), pp. 57–61. (In Russian)Гаджиев Н.Г., Плешаков А.М. Особенности финансового обеспечения экологических проектов в зеленой экономики // Юг России: экология, развитие. 2024. Т. 19. N 1. С. 134–144. DOI: 10.18470/1992‐1098‐2024‐1‐134‐144Gadzhiev N.G., Pleshakova A.M. Features of financial support for environmental projects in the green economy. South of Russia: ecology, development, 2024, vol. 19, no. 1, pp. 134–144. (In Russian) DOI: 10.18470/1992‐1098‐2024‐1‐134‐144Leroy S.A.G., Kakroodi A.A., Kroonenberg S.B., et al. Holocene vegetation history and sea level changes in the SE corner of the Caspian Sea: relevance to SW Asia climate // Quaternary Science Reviews. 2013. V. 70. P. 28–47. DOI: 10.1016/j.quascirev.2013.03.004Leroy S.A.G., Kakroodi A.A., Kroonenberg S.B., et al. Holocene vegetation history and sea level changes in the SE corner of the Caspian Sea: relevance to SW Asia climate. Quaternary Science Reviews, 2013, vol. 70, pp. 28–47. DOI: 10.1016/j.quascirev.2013.03.004Каспийское море стремительно мелеет. URL: https://www.vesti.ru/article/2628534 (дата обращения: 05.08.2025)The Caspian Sea is rapidly shallowing. (In Russian) Available at: https://www.vesti.ru/article/2628534 (accessed 05.08.2025)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.