Статьи

Обосновано совместное развитие дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв в пределах южного склона Гороховецкого отрога северо-востока Владимирской обл. на землях, вышедших из сельскохозяйственного использования. Проанализированы особенности строения и физико-химические свойства обеих почв, обусловленные влиянием на процесс почвообразования как природных, так и антропогенных факторов.

Исследованы лесные подстилки некоторых хвойных и лиственных насаждений в пределах Ботанического сада МГУ им. М.В. Ломоносова. Установлено, что в лиственных насаждениях развиваются подстилки деструктивного типа, тогда как в хвойных - ферментативные и гумифицированные. Общие запасы подстилок колеблются в пределах от 500-800 в лиственных до 1000-5000 г/м² - в хвойных насаждениях. Мелколиственные насаждения характеризуются высокой скоростью круговорота, которая существенно снижается хвойных экосистемах. Впервые показано, что с увеличением доли листьев в подстилке возрастает общая скорость разложения наземного детрита, что подтверждает теорию «горячих точек» (hot points), предложенную в научной литературе.

Исследовано влияние личинок комаров-долгоножек (Diptera, Tipulidae) на функциональное разнообразие почвенных микробных сообществ, а также на активность процессов трансформации азота и углерода в почве. Установлено, что в результате их жизнедеятельности в почве значительно увеличивается скорость азотфиксации, денитрификации и метаногенеза, возрастают функциональное разнообразие (число потребляемых субстратов, метаболическая работа) и устойчивость микробного комплекса.

Прямым методом и методом посева обнаружены высокие концентрации бактерий на растениях Carex nigra, Eriophorum vaginatum, Drosera rotundifolia и Ledum palustre. Установлена корреляция между численностью бактерий, видами и органами исследуемых растений. Выявлено доминирование протеобактерий в филлосфере, бацилл и актиномицетов - в ризоплане и ризосферной почве. В филлосфере преобладали представители родов Pseudomonas и Erwinia. Установлены высокие показатели азотфиксирующей активности бактериальных популяций в ризосферной почве, достигающие максимума под росянкой.

Изучены действие и последействие строительства трассы магистрального трубопровода на свойства гумуса и особенности его распределения по гранулометрическим фракциям дерново-подзолистой почвы. Охарактеризованы признаки техногенной деградации гумуса и степень их выраженности по сравнению с контрольной почвой в разные периоды наблюдений во взаимосвязи со спецификой экологической ситуации.

Проведена экотоксикологическая оценка почв придорожных территорий участка Ленинградского шоссе методом лабораторного фитотестирования с использованием двух тест-культур. Исследования осуществляли по трансекте длиной 300 м, заложенной перпендикулярно к автомагистрали. Токсичность почв, определяемая по подавлению параметров роста Lepidium sativum L. (кресс-салат) и Hordeum vulgare L. (рожь), выявлена на большей части изучаемой территории и характеризуется бимодальным распределением: она максимальна на расстоянии нескольких метров от автомагистрали (опасно и умеренно токсичные почвы), резко снижается в 7 м от нее и снова постепенно нарастает к концу зоны исследования (умеренно токсичные почвы). Степень фитотоксичности дифференцируется в зависимости от варианта используемой тест-культуры: H. vulgare обладает меньшей чувствительностью к поллютантам и не выявляет токсичность на участке 7-25 м от шоссе, в то время как L. sativum обнаруживает ее на всей исследованной территории. Среди тест-параметров наиболее чувствительны к поллютантам показатели «длина корня» и «длина проростка», а «всхожесть семян» оказался не информативным.

Представлен краткий обзор методов проведения эксперимента по определению целлюлозолитической активности почв и способов подсчета результатов, а также факторов и динамики процесса в профиле, в том числе по сезонам. Даны сведения о географической изменчивости показателя. Изложенные материалы могут быть полезны в исследованиях при учете различных методических аспектов для получения сопоставимых результатов и их адекватной интерпретации.

В работе представлены результаты исследования профилей жирных кислот типичных черноземов разного вида использования. Показано, что процесс деградации органического вещества сопровождается обеднением состава жирных кислот, в то время как при его накоплении их разнообразие увеличивается. В связи с этим по составу жирных кислот в профиле можно классифицировать почвы по преобладающим процессам трансформации органического вещества. Обнаружено неравномерное распределение жирных кислот в почвенных агрегатах разных размеров в черноземах, не подвергающихся сельскохозяйственной обработке, в вовлеченных в сельскохозяйственное использование почвах эта закономерность отсутствует. В качестве биомаркеров перехода типичного чернозема в залежное состояние можно рассматривать присутствие эйкозапентаеновой кислоты, содержащейся в микроводорослях, и дигомо-гамма-линолевой, синтезируемой грибами р. Mortierella.

На основании изучения почв Ахтынской горно-долинной опытной станции выявлены причинно-следственные связи деградационных процессов и проведена оценка их развития при различном сельскохозяйственном использовании. Концепция DPSIR (Driving forces-Pressure-State-Impact-Response) - движущие силы-давление-состояние-воздействие-реакция позволила установить основные факторы увеличения деградации почв станции в настоящее время.

На основе детального исследования растительно-детритного покрова (РДП) сосновых экосистем Марийского Заволжья показано, что в зависимости от его генезиса в каждом типе леса формируется специфический гидротермический режим почв. Установлено, что наиболее высокой влагоемкостью обладает РДП сосняков лишайниково-мшистых по сравнению с сосняками лишайникового типа. Впервые на основании параметров РДП предложена шкала оценки скорости биологического круговорота. Ведущими показателями являются мощность РДП, содержание золы и гидролитическая кислотность.

В условиях прерывистой криолитозоны севера Западной Сибири в лесном и тундровом биогеоценозах апробировано два полевых метода раздельного определения корневого и микробного дыхания почв: затенение растений и исключение корней (сравнение участков с растительностью и без нее). Доля корневого дыхания в общем дыхании почвы в лесном биогеоценозе составила 7—50, в тундровом — 10—50%. Метод затенения растений является физиологически обоснованным, наименее трудоемким и в наименьшей степени нарушающим функционирование почвы (не меняются влажность и температура). Предложенная модификация метода — исключение корней на естественных объектах — показала удовлетворительный результат, но не является универсальной в силу специфики объекта.

Впервые выведено теоретическое уравнение зависимости концентрации микро- элементов, поступающих в почву с атмосферными выпадениями, в функции глубины и времени и апробировано на примере данных по многолетней динамике некоторых (медь, никель, марганец) металлов в почвах лизиметров МГУ им. М.В. Ломоносова под разными типами насаждений.

Особенности корневого поглощения цезия-137 (¹³⁷Cs) растениями ярового овса (Avena sativa L.) и листового салата (Lactuca sativa L.) изучали в условиях модельного опыта с имитацией поступления радионуклида в составе атмосферных осадков в монолиты пахотных черноземных почв ненарушенного сложения. На основе интегриро, ванного подхода с использованием методов цифровой авторадиографии и γ-спектрометрии выявлен гетерогенный характер вертикального и латерального распределения ¹³⁷Cs в профиле почв и показана низкая биологическая доступность радионуклида рас, тениям. Отмечены биологические особенности использованных тест-культур в отношении корневого потребления ¹³⁷Cs: у овса — ограничение транслокации элемента в побеги путем его относительной аккумуляции в корнях, у салата — ограничение общего поступления радионуклида в растения при его равномерном распределении между корнями и побегами.

Рассмотрены возможности использования алгоритма VERT_MIG в имитационных моделях вертикальной миграции радионуклидов в почве. Алгоритм успешно применялся при построении моделей миграции 137Cs и 90Sr при радиоактивном загрязнении различных почв в результате аварий на Чернобыльской АЭС и АЭС Фукусима-1. Пред, ставлены результаты моделирования. Обсуждаются перспективы дальнейшего использования данного алгоритма и некоторые аспекты применения имитационного моделирования в этой области.