Учёные факультета почвоведения МГУ вместе с коллегами из ФИЦ «Почвенный институт имени В.В. Докучаева» провели сравнительное исследование запасов органического углерода и азота в верхнем слое почв лесных и травянистых экосистем — дерново-подзолистых, серых лесных почв и чернозёмов. Результаты показывают, что при сопоставимых условиях почвы травянистых экосистем нередко превосходят лесные по запасам органического углерода и азота. Авторы подчёркивают значимость органоминеральных взаимодействий и кальция в стабилизации органического вещества и предполагают участие дегидрогеназы в биогенном образовании карбоната кальция. Исследование опубликовано в журнале Forests.
Почвы являются крупнейшим наземным резервуаром органического углерода. По современным оценкам, в лесных экосистемах сосредоточено около 39% глобальных наземных запасов углерода, причём 89% из них приходится на почвы. Для травянистых экосистем эти доли составляют примерно 34% и 44% соответственно. Смена типа экосистемы влияет на накопление углерода через изменение физико‑химических и биологических свойств почв, и направленность этих изменений при смене землепользования остаётся предметом обсуждений.
«В нашем исследовании мы сравнивали запасы углерода в почвах зрелых естественных лесных и травянистых экосистем вдоль почвенно‑географического трансекта от южной тайги до степи, охватив дерново‑подзолистые, серые лесные почвы и чернозёмы. Возраст изучаемых лесных экосистем — не менее 50 лет, луговых — не менее 30 лет. Мы сопоставляли запасы углерода с физико‑химическими и биологическими показателями почв: плотностью, рН, содержанием глинистых частиц, органического углерода и азота; биологические параметры включали содержание углерода в микробной биомассе, численность культивируемых бактерий и микроскопических грибов, потенциальную метаболическую активность микробных сообществ, а также активность ферментов лакказы и дегидрогеназы.
Наша гипотеза заключалась в том, что в зрелых лесных и травянистых экосистемах ключевой контроль над запасами углерода осуществляют биологические процессы, регулирующие круговорот углерода», — отмечают авторы.Исследование показало, что при сходных климатических условиях почвы клайнмаксовых травянистых сообществ обычно накапливают больше углерода и азота, чем почвы зрелых лесов. Это, по мнению авторов, связано с более интенсивной трансформацией соединений углерода и азота микробиомами лесных почв. Кроме того, более высокие запасы кальция на лугах, по всей видимости, связаны с повышенной активностью дегидрогеназы, что способствует образованию карбонатов в почве.
В типах почв с выраженным промывным режимом — дерново‑подзолистых и серых лесных почвах — различия в запасах углерода между лесными и травянистыми экосистемами оказались наиболее заметны, что объясняется потерями кальция из почвы вследствие его накопления древесной растительностью. В полузасушливых условиях степи (чернозёмы) эти различия сокращаются.
Авторы подчёркивают фундаментальную роль органоминеральных взаимодействий и кальция в связывании и стабилизации органического вещества почв, а также возможное участие дегидрогеназы в образовании педогенного карбоната кальция.
«В будущем мы планируем продолжить исследования, чтобы оценить роль биохимических факторов в стабилизации углерода в различных экосистемах», — говорит ведущий научный сотрудник факультета почвоведения МГУ Анна Заварзина.
Информация предоставлена пресс‑службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com
Почему травянистые почвы иногда содержат больше углерода, чем лесные — объяснение учёных МГУ • Опубликовано на FiNE NEWS
Свежие комментарии