Запасы углерода в почвах и растительности постагрогенных ландшафтов южной тайги

• Автор: Чалая, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание:

Введение
Глава 1. Постагрогенная трансформация дерново-подзолистых почв
Г лава 2. Природные условия района исследования
2.1 Климат
2.2 Рельеф
2.3 Почвообразующие породы
2.4 Растительность
2.5 Почвенный покров
Глава 3. Объекты и методы исследования
Глава 4. Результаты и обсуждение
4.1 Флористический состав растительных сообществ
4.2 Динамика запасов надземной и подземной биомассы травяно-кустарничкового яРУса
4.3 Физические и физико-химические свойства почв
4.3.1 Плотность сложения
4.3.2 Гранулометрический состав почв
4.3.3 Кислотно-основные свойства почв
4.4 Органическое вещество почв
4.4.1 Водорастворимое органическое вещество
4.4.2 Групповой и фракционный состав гумуса
4.5 Эмиссия почвой углекислого газа
4.6 Динамика запасов углерода в почвах и растительности постагрогенных ландшафтов южной тайги
Выводы
Литература
Приложение

Введение
В связи с экономическим кризисом начала 90-х годов XX столетия более одной четверти сельскохозяйственных земель Российской Федерации было заброшено. Только в 1990-1995 гг. площадь сельскохозяйственных земель в России сократилась на 34 млн. гектаров [Панкова, 2000; Ефимов, Иванов, 2001; Деградация и охрана почв, 2002; Добровольский, 2004; Желясков, Шалдунова, 2004; Рожков, 2004; Сазонов и др., 2004]. На месте агроценозов возникают новые, постагрогенные фитоценозы, характеризующиеся совершенно другим составом и структурой растительности [Шахин и др., 2001]. Наряду с прекращением сельскохозяйственных мероприятий, новые фитоценозы играют существенную роль в постагрогенной трансформации почв, приводя к изменению морфологических, химических и микробиологических свойств почв, не столь отчетливому, как динамика растительности, но всегда имеющему место [Сушков, 1974; Хохлов, 2004]. Помимо прекращения сельскохозяйственных мероприятий, существенную роль в постагрогенной трансформации почв играют специфические смены растительности. В таежной зоне это особенно актуально, так как через определенное время на залежи происходит формирование лесных сообществ, меняющих характер почвообразования и экологические функции почв. Это очень важно для
биогеохимического цикла углерода в отдельных ландшафтах и в биосфере в целом, поскольку бореальные леса являются нетто-стоком углерода атмосферы [Кобак, 1993; Collins at al., 2000].
В то же время известно, когда бывшие пахотные почвы переводятся в разряд залежных земель, в них меняется направленность потоков основных биогенных элементов в системе атмосфера — растения — почва - атмосфера. Вследствие отсутствия отчуждения растительного материала в виде урожая и восстановления многолетней растительности происходит накопление углерода как в почвах, так и в растениях, которые на них развиваются [Schlesinger, 1986; Титлянова, 1991, 1999; Кат, 1992; Орлов, 1996; Larionova, 1998; Reeder, 1998; Dugas, 1999; Frank, 2001, Guo, 2002; Poulton, 2003].
Актуальность темы. Почвы играют важную роль в углеродном обмене между наземными экосистемами и атмосферой, как источник и сток парниковых газов, ответственных за изменение климата планеты. Даже относительно небольшое изменение в динамике органического вещества почв может значительно повлиять на уровень углекислого газа в атмосфере. Поэтому важной научной проблемой является количественная оценка изменения запасов органического вещества почв в результате

изменения характера землепользования. В связи с глобальными изменениями климата, в значительной мере связанными с увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере, все острее встает проблема поиска источников дополнительного связывания углекислого газа (ССЬ), который на 70-75% обусловливает существование парникового эффекта [Воимтпап, 1990]. Важнейшим стоком углекислоты на территории России служит лес [Кудеяров, 2004; Кудеяров, 2005], а лесовосстановление принято считать традиционным мероприятием, способствующим накоплению углерода в почвах и растительности [Заварзин, 2000].
Изучением трансформации почв при их выводе из сельскохозяйственного использования занимались многие исследователи, однако до сих пор нет единого мнения о направленности изменений химических свойств почв постагрогенных ландшафтов. Не получили адекватной оценки изменения запасов органического вещества почв и биомассы растительных сообществ. Поэтому в настоящее время вопрос об изменениях запасов углерода в почвах и биомассе растительных сообществ постагрогенных ландшафтов является весьма актуальным.
Цель настоящей работы — оценить изменения запасов углерода в почвах и растительности на различных стадиях постагрогенной сукцессии в южной тайге.
В задачи исследования входит оценить:
1. Флористический состав растительных сообществ на разных стадиях
лесовосстановительной сукцессии;
2. Изменение запасов надземной и подземной биомассы в процессе постагрогенной сукцессии;
3. Изменение некоторых показателей гумусного состояния почв;
4. Динамику эмиссии почвой углекислого газа как один из показателей
микробиологической активности;
5. Изменения запасов углерода в почвах и растительности в разных блоках
биогеоценоза на различных стадиях постагрогенной сукцессии.
Научная новизна работы. Выявлены особенности динамики различных фракций фитомассы в ходе постагрогенного лесовосстановления. Впервые получены данные по постагрогенной динамике содержания и запаса водорастворимого углерода. Получены

Земляника лесная 2%;
Марьянник дубравный менее 1 %.
О 0-3 Коричнево-бурая, свежая, слабо- и среднеразложившаяся подстилка из листьев и трав, многочисленные корни, переход ясный, граница ровная.
АО 3-10 Влажноватый, буровато-серый, легкий суглинок, комковато-порошистый, много корней, рыхлый, переход заметный по окраске, граница слабоволнистая.
АЕР. 10-20 Влажноватый, на светло-буром фоне более темные участки, легкий суглинок, плитчатая структура, плотнее предыдущего, меньше корней, переход постепенный по окраске, граница размытая.
ВТ 20-32 Влажноватый, на буровато-охристом фоне белесые участки, средний суглинок (рыжие пятна), супесь (сизые пятна), мелкоглыбистый с выраженной горизонтальной слоистостью, плотнее предыдущего, редкие корни, включения гальки, отдельные лиизы песка, переход заметный, граница затечная.
ВТё 32-95 Влажноватый, на буровато-охристом фоне крупные сизовато-серые участки (пылеватый суглинок), рыжеватые пятна (супесь), глыбистый, железистые примазки, глинистые кутаны по граням структурных отдельностей, отмытые зерна кварца, единичные корни, переход заметный, граница ровная.
ВСё 95-120 На желто-охристом фоне сизовато-серые пятна, свежий, плотный.
Дериово-слабоподзолистая легкосуглинистая на флювиогляциальных песках, подстилаемых мореной [Классификация и диагностика почв СССР, 1977]
Дерново-мелкоподзолистая глееватая ненасыщенная легкосуглинистая на флювиогляциальных песках, подстилаемых мореной [Классификация и диагностика почв России, 2004].
Второй участок (Унжинский) расположен в 1-1,5 км от реки в нижней части приводораздельного склона. Почвообразующие породы представлены супесчаными и песчаными отложениями флювиогляциалыюго происхождения, в толще которых па разной глубине могут встречаться глины - иногда в виде отдельных линз - которые служат водоупором, если залегают в пределах почвенного профиля. Выделены площадки: 1) Пашня (Ш1), почва - агродерново-подзолистая; 2) 5-летняя залежь по пашне (Г4), почва - агродерново-подзолистая реградированная; 3) залежь 15 лет (ГШ), почва - агродерново-