ISSN (print): 0032-180X Учредитель: Российская академия наук Главный редактор: Красильников Павел Владимирович, член-корреспондент РАН, д-р биол. наук, доцент Периодичность /доступ: 12 выпусков в год / подписка Входит в: Белый список (1 уровень), перечень ВАК, РИНЦ
Направляя рукопись статьи издателю для публикации в данном журнале, авторы соглашаются со следующим: авторы сохраняют за собой имущественные авторские права на произведение и предоставляют издателю исключительную лицензию на публикацию и распространение произведения; авторы сохраняют за собой право на распространение произведения в соответствии с условиями политики самоархивирования, принятой в журнале (см. подробнее); направляемая авторами в редакцию рукопись будет принята к публикации только по решению редакционной коллегии и главного редактора — в соответствии с правилами отбора контента в данном журнале (см. подробнее); опубликованное в журнале произведение будет распространяться в печатном и электронном виде по подписке или на условиях открытого доступа — по усмотрению издателя. Передаваемая авторами исключительная лицензия позволяет издателю использовать произведение следующими способами: воспроизведение Статьи, а также метаданных Статьи в любой материальной форме, в том числе на бумажном и/или электронном носителе в виде отдельного произведения и/или в составе Журнала, и/или базах данных Лицензиата и/или иных лиц, по усмотрению Лицензиата; распространение экземпляров Статьи, а также метаданных Статьи или иное отчуждение ее оригинала или экземпляров, в том числе на бумажном и/или электронном носителе в виде отдельного произведения и/или в составе Журнала, и/или базах данных Лицензиата и/или иных лиц, по усмотрению Лицензиата, в том числе распространение или иным способом использование Статьи или содержащихся в ней частей (фрагментов) для публикации в научных, учебных, технических или профессиональных журналах или других периодических изданиях и производных работах; в печатных и электронных версиях таких журналов, периодических изданий и производных работах во всех средствах и форматах, существующих на данный момент и которые могут возникнуть в будущем; доведение Статьи до всеобщего сведения таким образом, что любое лицо может получить доступ к Статье из любого места и в любое время по собственному выбору; переработка Статьи путем её перевода на иностранные языки по выбору Лицензиата, и использование переработанной (переведенной) Статьи вышеуказанными способами. Иные права, прямо не переданные издателю авторами, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и прочее, описанные авторами в статье, а также права на товарные знаки, сохраняются за авторами. Подробности и детали изложены в типовом лицензионном договоре, который следует заполнить, заверить представителям авторского коллектива и направить издателю вместе с прочими материалами при подаче рукописи статьи на рассмотрение.
Особенности органогенных горизонтов в разных типах леса Средней тайги европейского северо-востока России
Показаны особенности строения и свойств органогенных горизонтов (ОГ) в разных типах леса в подзоне средней тайги (Государственный природный заказник “Ляльский”, Княжпогостский район, Республика Коми). Изучены морфологические свойства ОГ (мощность, строение, фракционный состав), определены некоторые химические характеристики (кислотность, содержание С и N), оценены запасы ОГ и Сорг в них. В программе Statistica 13.3 рассчитаны медианные значения для всех показателей. Показано, что ОГ автоморфных ельников и мелколиственных лесов аккумулятивных и трансаккумулятивных позиций рельефа при близком подстилании карбонатсодержащих подстилающих пород характеризуются сравнительно высокими значениями рНН2О (5.3–6.4), содержанием Nобщ (1.4–1.5%), соотношением C : N в пределах 25–29, повышенным содержанием микробной биомассы (20–24 мг С/г почвы в верхнем слое ОГ). Это способствует активизации процессов разложения и формированию в автоморфных условиях сравнительно маломощных (5–6 см) ОГ с запасами 37–54 т/га. Увеличение влажности в ельниках сфагновых способствует консервации органического вещества и увеличению мощности ОГ до 15 см с общими запасами до 85 т/га. ОГ почв сосняков зеленомошных и сфагновых, произрастающих в элювиальных позициях рельефа при мощности песчаных отложений до 100 см и более, имеют кислую реакцию среды (pHН2О 4.2–4.5), низкое содержание Nобщ (0.9–1.0%). Они характеризуются широким отношением C : N (44–48) и невысоким содержанием микробной биомассы (13–14 мг С/г почвы в верхнем слое ОГ). Неблагоприятные условия разложения органического вещества в сосняках зеленомошных способствует формированию ОГ мощностью до 12 см с общими запасами 73 т/га. Избыточная влажность ОГ сосняков сфагновых определяет увеличение их мощности до 17 см и запасов – до 105 т/га. В автоморфных лесах мощность и запасы ОГ уменьшаются в ряду пристволовое повышение → подкроновое пространство → межкроновое пространство. В сфагновых типах леса отмечена обратная тенденция, что может быть связано с дренирующим воздействием деревьев. В ОГ лесов в автоморфных условиях аккумулируется 15–40% от общих запасов углерода в метровой толще почвенных профилей, в полугидроморфных – до 49%.
Карбонаты в почвах полей фильтрации сахарной промышленности в Центральном Черноземье
Изучены формы, состав и трансформация карбонатов при почвообразовании в техногенных ландшафтах – полях фильтрации сахарной промышленности в черноземной зоне с использованием спектра современных инструментальных методов. Почвы днищ карт полей фильтрации (Calcaric Gleysols, Histic Gleysols, Eutric Cambisols) наследуют остаточный материал исходных черноземов, содержащий педогенные карбонаты, и формируются под периодическим воздействием карбонатсодержащих отходов сахарной промышленности (сточных вод, дефеката, транспортерно-моечного осадка). Карбонатное вещество, попадающее в почвы из техногенных источников, состоит в основном из кальцита, состав и доля примесей в материале дефеката в целом отражает их содержание в исходной породе – известняке. Трансформация технических карбонатов в процессе педогенеза приводит к появлению значительного разнообразия и обилия карбонатных новообразований. Карбонатные новообразования в почвах представлены пропитками, рассеянными спаритовыми кристаллами, выцветами, микросегрегациями, псевдомицелием и окарбоначенными растительными остатками. В почвах действующих неочищенных карт обнаруживаются не только карбонатные новообразования, но и сохраняющиеся известковые прослои осажденного дефеката и осадка сточных вод. Рамановские спектры карбонатов указывают на присутствие в почвах полей фильтрации двух кристаллических полиморфных модификаций CaCO3: кальцита и арагонита. После забрасывания карт и развития почв в условиях естественных гидротермических режимов прослеживаются тенденции превращения арагонита в кальцит.
Цифровое картографирование мощности гумусового горизонта почв Предсалаирья с использованием алгоритма машинного обучения Random Forest
Представлены результаты цифрового картографирования мощности гумусового горизонта почв Предсалаирья c использованием алгоритма машинного обучения Random Forest, реализованного на облачной онлайн-платформе Google Earth Engine. В процессе картографирования мощности гумусового горизонта почв использовано 92 предиктора, характеризующих факторы почвообразования (климат, рельеф, растительность, пространственное положение, почвенные свойства). Обучающий (n = 718) и валидационный (n = 130) наборы данных созданы по архивным материалам ЗапсибНИИгипрозем (1974–1984 гг.). Получены следующие показатели эффективности моделирования мощности гумусового горизонта алгоритмом RF: коэффициент детерминации по обучающему набору данных R2ОНД = 0.88; коэффициент детерминации по валидационному набору данных R2ВНД = 0.12; корень из среднеквадратической ошибки RMSEВНД = 9.7 см; средняя абсолютная процентная ошибка MAPEВНД = 24.3%; средняя абсолютная ошибка MAEВНД = 6.5 см. Точность моделирования, оцененная по средней абсолютной процентной ошибке (MAPEВНД), удовлетворительная. По фактическим данным мощность гумусового горизонта почв варьировала в пределах 3–110 см. Выявлена тенденция уменьшения мощности гумусового горизонта почв исследуемого района с северо-запада на юго-восток. Наименьшее (3 см) среднее значение мощности характерно для солонцов лугово-черноземных корковых (Salic Solonetz), а наибольшее (61 см) – для луговых обычных почв (Haplic Gleysols).
Эмиссия диоксида углерода из почв экосистем Южной Тундры Северо-Востока Русской Равнины (на примере окрестностей Воркуты)
В результате проведенных исследований оценена эмиссия СО2 из почв экосистем южной тундры северо-востока Русской равнины на примере окрестностей Воркуты. Почвенный покров исследованного участка представлен торфяно-криоземами (Histic Turbic Cryosol), торфяно-глееземами (Histic Reductaquic Glacic Cryosol), глееземами криометаморфическими мерзлотными (Reductaquic Glacic Cryosol), глееземами мерзлотными (Reductaquic Glacic Cryosol). Нетипично высокие значения эмиссии СО2 из почв (2.13 ± 0.13 г С/(м2 сут)) в большей мере обусловлены погодой вегетационного периода 2022 г.: высокой температурой воздуха и малым количеством осадков. 60% вариабельности величины эмиссии обусловлено содержанием углерода микробной биомассы и экстрагируемого углерода почв, температурой и влажностью почвы. Выявлено высокое пространственное варьирование содержания экстрагируемого углерода и углерода микробной биомассы и параметров гидротермического режима почв. Почвы характеризовались невысокими значениями содержания экстрагируемого органического углерода и углерода микробной биомассы почвы (224 ± 18 и 873 ± 73 мг С/кг почвы соответственно). Мощность органогенного горизонта почв обусловливает 72% вариабельности содержания углерода микробной биомассы и 79% вариабельности содержания экстрагируемого углерода. Систематическим измерениям эмиссии СО2 из почв тундровых экосистем северо-востока Русской равнины должно быть уделено особое внимание, так как это повысит точность оценки глобальных потоков парниковых газов.
Оценка загрязнения соединениями металлов придорожных ландшафтов севера Западной Сибири с использованием статистического моделирования
Исследования проводили на автотрассе Сургут–Салехард в районе г. Новый Уренгой, а также на одном из зимников южнее пгт Тазовский. Дана детальная геохимическая характеристика почвообразующих пород и почв участков исследования. Cеверные дороги чаще характеризуются низкой и средней интенсивностью движения, поэтому химическое загрязнение носит слабовыраженный характер. Для выявления, идентификации поллютантов и уровня загрязнения использовано статистическое моделирование на основе последовательного применения методов многомерной статистики: факторного и дискриминантного анализов. Установлено, что ассоциация Cd–Pb–Zn–Cu–Ni в почвах индицирует загрязнение, вызванное воздействием автотранспорта. На городской территории дополнительно источником воздействия служит жилое строительство через ассоциацию Ca–Mn–Co–Sr–Zn. Аналогичные парагенезисы выделены при изучении твердой фазы снега, отобранного на площадках опробования почв, что указывает на определяющую роль аэротехногенного переноса металлов при загрязнении природно-территориальных комплексов и городской среды. Показана низкая активность латеральной и радиальной миграции металлов даже в кислой среде, что объясняется широким распространением торфянистого горизонта, выполняющего функцию комплексного геохимического барьера: щелочного, биогеохимического и сорбционного. Установлено изменение химического состава индикаторных видов растений, вызванное в основном аэротехногенным переносом металлов, источником которых являются автотранспорт и дорожное покрытие. В пределах бывшего зимника и придорожных ландшафтах загрязнение почв носит локальный характер. Однако присутствуют следы нарушения почвенного покрова, установлено растепление грунтов и увеличение мощности сезонно-талого слоя. В целом химическое загрязнение, вызванное воздействием автотранспорта, носит слабовыраженный характер, а содержание изученных металлов не превышает установленные для почв нормативы (ПДК, ОДК). Расчет индекса вероятности токсичности (MERMQ) для загрязненных почв показал низкий и средний уровни риска.
Изменение температурного режима почв лиственничных и сосновых лесов Центральной Якутии
Современное глобальное потепление стало одной из самых острых экологических проблем, представляющей значительную угрозу для экосистем, экономики и обществ во всем мире. В 2021 г., признанном аномально жарким и засушливым, на Лено-Вилюйском водоразделе в результате крупных ландшафтных пожаров было уничтожено около 1.4 млн га лесных массивов, что привело к значительным изменениям на всех уровнях биотопов, включая заметные трансформации физико-химических свойств и гидротермических режимов почв, что оказывает долгосрочное влияние на экосистему. В результате проведенных комплексных исследований классическими методами почвоведения в сочетании с геофизическими методами на территории Центральной Якутии на мониторинговых участках сосновых и лиственничных лесов на древнеаллювиальных суглинисто-песчаных почвах после крупных лесных пожаров установлено появление надмерзлотных таликов глубиной более 20 м и отмечено отсутствие смыкания сезонно-мерзлого слоя и многолетнемерзлых пород в холодный период года. Впервые показано, что на охваченных этим явлением локальных зонах почвы, ранее имевшие мерзлотный тип температурного режима, стали почвами с длительно-сезоннопромерзающим типом температурного режима.
Пространственная или временная изменчивость: что важнее учитывать при оценках скорости дыхания почвы в разных масштабах наблюдений
Проанализированы данные полевых наблюдений дыхания почвы (ДП), или эмиссии СО2 из почвы, полученные за пять лет (2020–2024 гг.) в четырех регионах европейской части России (Республика Чувашия, Рязанская, Тульская, Курская области) в пределах биома широколиственных лесов и лесостепей. В каждом из регионов измерения ДП проводили в одинаковом наборе природных (леса, степи) и аграрных (пашни, сенокосы, пастбища) экосистем. ДП оценивали портативными инфракрасными газоанализаторами и статическим камерным методом в 10-кратной повторности в периоды максимума сезонов вегетации. В Курской области исследования проводили в более интенсивном режиме (1–2 раза в месяц) в рамках круглогодичного мониторинга. Целью было количественно оценить относительные вклады пространственной и временнóй изменчивости ДП для разных масштабов наблюдений, что позволяет повысить доверие к полевым оценкам ДП при последующей экстраполяции на более крупные регионы или прогнозировании. Использовали непараметрический дисперсионный анализ PERMANOVA. В масштабах года или биотопа вклад временнóй изменчивости (49–59.8%) в общую дисперсию ДП существенно превосходит вклад пространственной (5.4–9%). Уменьшение пространственно-временнóго масштаба наблюдений до многолетнего ряда и региональных экосистем снижает вклад временнóй изменчивости до 27%, а пространственной – увеличивает до 23.2%. В целом в рассмотренных масштабах временнáя изменчивость оказывается важнее для общей вариации ДП. Это приводит к методической рекомендации повышать частоту оценок внутригодовой динамики ДП, а не увеличивать количество точек измерений в местных экосистемах.
Биологическая активность почв солонцовых комплексов
Исследована биологическая активность почв солонцового комплекса при смене солонца светлого коркового (Haplic Solonetz) каштановой несолонецеватой почвой (Kastanozem). Объекты исследования расположены на естественных пастбищах в сухостепной зоне на северном макросклоне Сальско-Манычской гряды. Микробную биомассу оценивали по содержанию фосфолипидов (ФЛ) почвенных микроорганизмов. Активность ферментов определяли с использованием флуорогенно-меченных субстратов. Микробная биомасса уменьшалась вглубь профилей исследованных почв и была наибольшей в верхнем слое солонца коркового, приуроченного к микрозападине эрозионной природы. В более мощных верхних слоях других почв микробная биомасса была вдвое меньше. В каштановой почве доминировала активность фосфатаз; в солонцах с глубиной возрастала роль лейцинаминопептидазы и арилсульфатазы. По биологической активности верхний горизонт солонца светлого (коркового) был наиболее близок верхнему горизонту каштановой почвы и отличался от других солонцов. В солонцовых горизонтах проявлялась активность пула внеклеточных форм ферментов. По комплексу биологических показателей резко выделялась почва переходной области от солонцов к каштановым почвам. Оценку влияния интенсивности солонцового процесса на биологическую активность почв предложено выражать в виде коэффициентов биологической дифференциации профиля, показывающих соотношение биологических показателей в иллювиальном и элювиальном горизонтах. По этому показателю с интенсивностью солонцового процесса тесно связаны активность лейцинаминопептидазы и арилсульфатазы, а также численность КОЕ целлюлозолитических грибов.
Формирование и функционирование прокариотных комплексов в загрязненных нефтепродуктами почвах при внесении биочара
С применением молекулярно-биологических методов и люминесцетной микроскопии исследовано влияние биочара на структуру прокариотного комплекса микрокосмов, загрязненных нефтепродуктами почв: подзола, дерново-подзолистой, серой лесной (Podzolhistic Gleyic Fluvic, Luvisol Podzolic, Luvisol Mollic). Внесение биочара 5% от массы почвы в почвенные образцы с нефтепродуктами приводило к значимому росту биомассы прокариот по сравнению с контролем. На фоне увеличения биомассы, разнообразие прокариотной составляющей при добавлении биочара в почвы с нефтепродуктами оставалось ниже контрольных значений для незагрязненных образцов за счет выхода в доминанты определенных представителей углеводородокисляющих бактерий. Для каждой из исследуемых почв определили наиболее устойчивые к нефтезагрязнению роды бактерий: в подзоле – Massilia и Paraburkholderia, в дерново-подзолистой почве – Ramlibacter и Masillia, в серой лесной – Nocardioides, Gaiella, Bacillus. В загрязненных образцах по сравнению с контролем наблюдалось увеличение содержания функциональных генов, отвечающих за синтез катехол-2,3-диоксигеназы (xylE), маркирующих начальный этап деградации углеводородов. При внесении биочара в загрязненные нефтепродуктами почвы обнаружено наибольшее число копий гена xylE и наименьшее содержание остаточных нефтепродуктов. Полученные результаты численности, биомассы и таксономического разнообразия прокариотного сообщества почв могут быть полезны для разработки эффективных стратегий биоремедиации нефтезагрязненных территорий.
Элементный состав системы почва–растение в условиях внесения минеральных удобрений на дерново-подзолистой супесчаной почве
На настоящий момент отмечается недостаток данных об изменении элементного состава компонентов агроценозов, находящихся под воздействием средств химизации, в течение вегетационного сезона. Цель работы – оценка изменений элементного состава системы почва–растение в различные периоды вегетации растений в условиях применения минеральных удобрений на дерново-подзолистой супесчаной почве (Stagnic Podzol (Pantoarenic, Bathyloamic, Abruptic, Aric)). Содержание подвижных форм Fe, Mn, Ni, Cu, Co и Zn определяли в образцах почв полевого опыта в Тверской области, отобранных на разных стадиях вегетации растений озимой ржи в течение одного сезона: в октябре (всходы), апреле (кущение), июне (колошение), августе (полная спелость). Оценивали содержание элементов в сопряженных образцах растений ржи. Период отбора образцов может оказывать существенное влияние на результаты оценки содержания подвижных форм элементов. Выявлено увеличение содержания Mn и Zn в надземных органах растений ржи для образцов, отобранных на этапе всходов, с увеличением дозы вносимых минеральных удобрений. Показано, что значения содержания подвижных форм элементов в почвах полевого опыта слабо коррелируют со значениями содержания элементов в надземных органах растений.
Моделирование длительной секвестрации углерода пахотным черноземом: совместное влияние удобрения и обработки почвы
Оценено влияние обработки почвы, систем удобрения и внесения пожнивных остатков на связывание углерода в пахотном слое 0–20 см в длительном полевом опыте, заложенном в 1976 г. на черноземе выщелоченном. Прогноз динамики содержания органического углерода почвы с использованием модели RothC получен до 2100 г. для трех вариантов внесения органо-минеральных удобрений по сравнению с абсолютным контролем при отвальной (MT) и поверхностной обработке почвы (CT). Показано, что при достижении равновесного уровня с ежегодным поступлением 2.9 Мг/га запасы органического углерода в почве составят 79–83 и 81–85 Мг/га для MT и CT соответственно. Биологизированная система удобрения с максимальными дозами внесения навоза и заделкой растительных остатков достигает равновесного уровня на 8–16 лет раньше, чем другие системы, для MT и на 16–24 года раньше – для CT. Это связано с бόльшими запасами C в этой системе на момент начала моделирования и с различием в качественном составе органического углерода. При ежегодном внесении 4.6 Мг/га обеспечение ежегодного прироста органического углерода на 4‰ возможно только в первые 20 лет после увеличения внесения C. Система удобрения может оказывать влияние на динамику запасов углерода в агрочерноземах по крайней мере в течение 40 лет при значительном уровне поступления углерода с растительными остатками и более 75 лет при среднем уровне поступления.
Изменение содержания органического углерода и физико-химических свойств дерново-подзолистой почвы, продуктивности севооборота в результате длительного применения возрастающих доз азотных удобрений в условиях Предуралья
Изучено влияние длительного применения возрастающих доз азотных удобрений на изменение основных параметров плодородия дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы (Albiс Retisol (Abruptic, Aric, Loamic)) в стационарном опыте, заложенном в Пермском крае в 1972 г. Оценка выполнена в динамике по ротациям полевого восьмипольного севооборота (I–VI ротации) в пахотном слое (0–20 см) и в конце VI ротации по профилю в слое 0–60 см. Максимальные потери содержания Сорг в пахотном слое во всех изученных вариантах (без удобрений, Р60К60 (фон), фон + N30–120) отмечены в первой ротации с 1.41–1.60 (исходный уровень) до 1.12–1.22% (на 15–30%). Достоверного дальнейшего уменьшения количества Сорг в почве (0–20 см) не наблюдали в следующих ротациях при внесении азотных удобрений. Солома зерновых культур в опыте в I–V ротациях отчуждалась, в VI ротации запахивалась, что повлияло на складывающийся баланс Сорг. Увеличение содержания Сорг в почве (0–20 см) отмечено в конце VI ротации в варианте N120P60K60, его количество стало близким к исходному уровню. Содержание Сорг в конце VI ротации в вариантах N30–90P60K60 было меньше исходного уровня на 16–20%, запасы Сорг – на 6.6–8.1 т/га. Длительное применение азотных удобрений в дозах N30–90P60K60 привело к уменьшению содержания Сорг в слоях почвы 20–40 и 40–60 см, уменьшение не выявлено в варианте N120P60K60. Уменьшение показателя рНKCl, степени насыщенности почвы основаниями и увеличение гидролитической кислотности отмечено в конце II ротации в результате применения высоких доз азотных удобрений N90–120P60K60, несмотря на проведенное известкование в начале этой ротации. Ухудшение показателей кислотности почвы стали наблюдать только с IV ротации при использовании невысоких доз N30–60P60K60. Продуктивность севооборота в результате использования удобрений N30–120P60K60 увеличилась на 15–20%.
Влияние почвенных условий на размножение Quercus myrsinifolia Blume на Черноморском побережье юга Абхазии
Исследованы почвы Черноморского побережья Абхазии для выявления свойств, ограничивающих или способствующих распространению дуба мирзинолистного Q. myrsinifolia, так как в последние 20 лет он начал проявлять черты инвазионного растения. Результаты анализов pH водной и солевой вытяжек, гидролитической кислотности, содержания углерода, фосфора и калия, суммы обменных оснований и степени насыщенности основаниями, а также твердости почв, содержания фракции >1 мм, гранулометрического состава, гигроскопической влажности проанализированы методом главных компонент для выявления факторов, влияющих на выживаемость проростков Q. myrsinifolia. Ими оказались содержание углерода и фосфора: дуб мирзинолистный активно захватывал территории с сильноскелетными почвами, содержавшими меньше фосфора, чем почвы, на которых развитие проростков останавливалось, а скелетная фракция отсутствовала.
Экотоксикологическая оценка кофейных отходов как компонента органических удобрений
Ежегодно в мире образуется около 6 млн т кофейных отходов, которые в большинстве случаев не перерабатываются, накапливаются и оказывают негативное влияние на окружающую среду из-за содержания кофеина, танина, полифенолов и иных токсичных веществ. Использование кофейных отходов в качестве органического удобрения ограничено присутствием тех же токсичных соединений. Возможным подходом к снижению негативного влияния кофейных отходов на почвенную биоту может быть их компостирование, в том числе с использованием вермикультуры. В исследовании проведена экотоксикологическая оценка кофейных отходов до и после вермикомпостирования с использованием дождевых червей Eisenia andrei. Исходные отходы проявили высокую токсичность: кофейная гуща отнесена ко II классу опасности, шелуха – к III. После вермикомпостирования токсичность снизилась: образцы с 25–50% содержанием отходов стали малоопасными (IV класс), а со 100% – умеренно опасными (III класс). Исследование подтвердило, что вермикомпостирование – эффективный метод детоксикации кофейных отходов, позволяющий получать безопасные органические удобрения. Для практического применения рекомендованы дозировки не более 50% отходов в компосте.
Влияние пожаров в бореальных лесах на эмиссию углекислого газа с поверхности почв (обзор)
Лесные пожары оказывают существенный эффект на структурно-функциональную организацию экосистем, затрагивая все ее компоненты. Цель работы состояла в анализе и систематизации данных о влиянии пожаров в бореальных лесах на эмиссию СО2 с поверхности почв и сгорания лесных горючих материалов. Показано, что пирогенез является одним из ведущих факторов, воздействующих на физико-химические свойства и запасы органического вещества в лесной подстилке и верхних горизонтах почвы, а также их температурный режим, особенно в светлохвойных лесах, сформированных сосной и лиственницей. В лесных подстилках после прохождения лесного пожара отмечается снижение кислотности, запасов углерода, происходит сужение отношения соотношения C : N. Изменяется состав органического вещества вследствие накопления продуктов горения. В органогенном горизонте отмечено увеличение плотности сложения, степени насыщенности основаниями, гидрофобности почв. Это, в сочетании с гибелью корневых систем растений, приводит к сокращению скорости эмиссии СО2 с поверхности почв. Интенсивность пожаров во многом влияет на выделение углекислого газа и время, необходимое для возврата этого показателя в исходное состояние. Воздействие пожара на температурный коэффициент Q10 может быть разнонаправленным: негативным (особенно в случае интенсивного огневого воздействия), положительным или же с отсутствием эффекта. Установлено, что ингибирование эмиссии СО2 и значения Q10 обусловлено сокращением автотрофного дыхания.
Тренды водной эрозии почв в аграрных регионах России в последние десятилетия на фоне изменений набора сельскохозяйственных культур
Потери плодородия в результате водной эрозии почв во многом зависят от спектра возделываемых сельскохозяйственных культур. Социально-экономические изменения последних десятилетий оказали влияние на набор сельскохозяйственных культур, возделываемых в аграрных регионах России, что привело к изменению почвозащитных индексов агроценозов. Целью исследования являлось выявление направленности изменений почвозащитных коэффициентов севооборотов для периодов талого и ливневого стока за периоды 1996–2012 и 2014–2022 гг. на уровне субъектов Российской Федерации, а также входящих в них муниципальных образований. Динамику посевных площадей оценивали по официальным статистическим сведениям. Установлено, что в период 1996–2012 гг. агроэрозионный индекс дождевого стока увеличивался в большей части регионов, однако его рост почти прекратился на юге европейской части России в последние 10 лет. В Приволжье, на Урале и в Сибири агроэрозионный индекс дождевого стока продолжает расти и в настоящее время в связи с увеличением доли посевов пропашных культур. В то же время за рассматриваемые 30 лет изменение данного индекса в большинстве из анализируемых субъектов не превысило 20%. Установлена высокая вариабельность значений и трендов агроэрозионных индексов на уровне муниципальных образований. При этом для субъектов с доминированием почв черноземного ряда вариабельность значений наименьшая. Отмеченное увеличение агроэрозионного индекса дождевого стока приводит к снижению плодородия почв. В настоящее время наиболее уязвимы в отношении водной эрозии субъекты, где интенсивность смыва уже в конце XX в. была выше, чем на остальной территории (Курская, Орловская и Тульская области, Республики Мордовия и Татарстан).
Вероятностная пространственная изменчивость содержания гумуса в почве и оценка его неоднородности в педотрансферных моделях
Проведена вероятностная оценка пространственной изменчивости содержания гумуса в почвах в системе бассейна реки и балочного водосбора как его составной части в педотрансферных моделях гумусонакопления. Установлены параметры взаимосвязи природно-антропогенных факторов и природного потенциала чернозема обыкновенного в степных агроландшафтах на бассейновой основе. Для раскрытия особенностей характера пространственного распределения содержания гумуса в почвах бассейна р. Айдар, приуроченных к верхнему, среднему и нижнему течению в пределах границ Луганской Народной Республики (ЛНР), выполнен статистический анализ данных двух туров крупномасштабного обследования (1970 и 2011 гг.), выявлен характер многолетней динамики содержания гумуса, проанализированы статистически вероятностные ситуации, построена картосхема современного пространственного распределения содержания гумуса и дана характеристика вероятности его проявления в различных элементах системы бассейн реки → балочный водосбор. Принципы исследования природных факторов в педотрансферных моделях почвообразования включают последовательный математико-статистический анализ с использованием ГИС-технологий и расчеты по тематическим этапам: (1) определение закономерностей содержания гумуса и природного потенциала чернозема обыкновенного степных агроландшафтов от параметров гранулометрического состава, мощности профиля почв, абсолютной высоты местности и особенностей увлажнения территории через гидротермический показатель различных периодов года в северной степи; (2) формирование педотрансферных моделей определения содержания гумуса и природного потенциала запасов гумуса чернозема обыкновенного. Педотрансферные модели нелинейного вида позволяют рассчитать содержание гумуса почв в зависимости от всего спектра их значений (минимальные, средние, максимальные) и с учетом ведущих факторов построить оптимизационную поверхность взаимосвязи содержания гумуса и природных факторов.