Круговорот углерода в различных компонентах почв лесных экосистем Северо-Запада России
Первые исследования по круговороту углерода в почвах лесных экосистем Карелии относятся к началу 60-х годов прошлого столетия. В это время шло интенсивное накопление данных о содержании элемента-биофила в различных блоках ненарушенного лесного сообщества, определены «ключевые» точки аккумуляции в биотических узлах, установлены пути его трансформации. В это время начинаются исследования в области установления экологических факторов, оказывающих влияние на процессы трансформации органического вещества, выявление роли биоты в данных процессах. В связи с усиление антропогенного воздействия на природу активно начинаются исследования по оценке изменения круговорота углерода в почвах антропогенно нарушенных экосистем. Работы данной области позволили выявить диапазон изменения свойств почв на фоне флуктуации среды, установить сенситивные показатели качества почв и происходящих в ней процессов. Данное направление в области исследования круговорота углерода в наземных экосистемах было значимым в те годы, не потеряло оно актуальности и в настоящее время (Бахмет, 2009; Лукина и др., 2010; Лукина и др., 2006;Подвезенная, Рыжков, 2010; Федорец и др., 2000). Особенно это обусловлено антропогенным воздействием, глобальным изменением климата на планете, «монетизацией» эмиссии СО2 в атмосферу, и, следовательно, усилением природоохранных мероприятий (Bakhmet, Medvedeva, 2015; Hokkanen et al., 1995; Liski J., 1995; Zinke, 1962) .
В среднетаежной подзоне Карелии широко распространены подзолы иллювиально-железистые, сформировавшиеся под сосновыми древостоями. Они являются важным элементом лесных экосистем, играют большую роль в формировании их устойчивости к природно-техногенным воздействиям. Данные почвы всегда были объектом не только географического исследования, а также и генетического. Последнее, как известно, является основой при определении их классификационного положения. В этой связи были проведены исследования содержания углерода в различных компонентах 160-летнего сосняка брусничного. Почва – подзол иллювиально-железистый песчаный (Podzols). Разнообразные методы и приемы, используемые в работе, позволили установить основные углеродные пулы, генерализовать полученные результаты на среднетаежную подзону Карелии. На данном участке проводили оценку биомассы древостоя, подроста, подлеска, массу корней, запаса лесной подстилки, содержание гумуса в различных горизонтах почв. Также была проведена оценка микробиоты, ее вклад в общий углеродный пул изучаемых почв ненарушенных лесных экосистем.
При закладке пробной площади необходимо было соблюдение следующего участок длительное время не испытывал антропогенного воздействия; тип леса был типичный на территории Восточной Фенноскандии; почва и почвообразующая порода также наиболее распространенная на данной территории; однородность морфометрических параметров и данных гранулометрического состава почвообразующих пород, что свидетельствовало бы об однородности исследуемых почв в ряду экотопа; отбор образцов для анализов производился на протяжении всего года; выполнение анализов почв проводили по апробированным методикам. Морфологическое описание почв проводили согласно общепринятой методике. Почвы классифицировали в соответствии с методологиями по обследованию почв. В лаборатории, в подготовленных образцах почв определяли кислотно-щелочные показатели, содержание органического вещества и элементов минерального питания.
Было установлено, что свойства почв изменяются в различных растительных микрогруппировках, что согласуется с данными других исследователей (Карпачевский, 2007; Gallardo, Param, 2007). Деструкция опада растенй-эдификаторов типа леса является ингибитором микробиологической активности почв, функциональная активность которого низкая. Мощные лесные подстилки являются аккумулятором органического вещества, разложение которых носит периодичный характер: максимальная деструкция происходит в первый год, постепенно процессы затухают. При этом отмечается очень низкая скорость разложения опада (коры) березы. Опад растений создает условия для адгезии клеток микроорганизмов, поддерживает пул элементов-биофилов. Лесные подстилки обеспечивают питанием корневую системы, создают условия для формирования микоризообразователей (Сенов и др., 1994). Экотопические условия определяют темп и направленность трансформации органического вещества, синтез гумуса. Велика роль минеральной части почвы в формировании общего баланса углерода. Формирование общего взаимодействия между биотой и экотопом приводит к вертикальному и горизонтальному движению вещества, общего пространственного континуума. На данном этапе развития древостоя он является устойчивым к постепенному изменению экологической обстановки, способным выполнять свои экологические функции.
Полученные данные комплексных исследований могут стать основой при проведении работ в условиях иного климатического сценария.
