Изменение изотопного состава углерода и азота в почвах Баргузинского хребта Восточного Прибайкалья

Аннотация

Почвы западного макросклона Баргузинского хребта имеют четкую высотную поясность. В нижней части трансект-катены преобладают дерново-подбуры, буроземы, тогда как на высотах встречаются литоземы, почвы перегнойно-темногумусовые и подбуры грубогумусовые. Характерными особенностями всех типов почв являются небольшая мощность почвенного профиля, грубогумусность, кислая реакция среды, регрессионно-аккумулятивный характер распределения общего углерода и азота по профилю, низкая или очень низкая (отношение C/N — от 11 до 40) обогащенность органического вещества азотом. Значения δ¹³С варьируют от –28,45 до 22,10‰, с утяжелением вниз по профилю. С увеличением высоты значения δ¹³С в гумусовых горизонтах находятся в пределах от –26,82 (500 м н.у.м) до –22,66‰ (1700 м н.у.м), возможно, из-за снижения среднегодовой температуры воздуха. В отличие от δ¹³С, значения δ¹⁵N в гумусовых горизонтах почвенных профилей уменьшаются с 10,04‰ на высоте 500 м н.у.м. до 8,77‰ на высоте 1700 м н.у.м., указывая на то, что при низких среднегодовых температурах воздуха цикл азота более замкнутый. Соотношение среднегодовой температуры воздуха и значений изотопного состава позволяет сделать вывод, что при снижении на 1ºС значения δ¹³С в подстилке будут уменьшаться на 0,89‰, а в верхнем минеральном горизонте — на 0,67‰. 

Литература

1. Голубцов В.А. Состав стабильных изотопов углерода органического вещества позднеплейстоценовых и голоценовых почв Байкальского региона // Почвоведение. 2020. № 6.

2. Голубцов В.А., Вантеева Ю.В., Воропай Н.Н. Влияние влагообеспеченности на состав стабильных изотопов углерода органического вещества почв Байкальского региона // Почвоведение. 2021. № 10.

3. Классификация и диагностика почв. Смоленск, 2004.

4. Кузавкова З.О. Пространственная организация геосистем западного макросклона Баргузинского хребта: Автореф. дис. … канд. геогр. наук. Иркутск, 2019.

5. Макаров М.И. Изотопный состав азота в почвах и растениях: использование в экологических исследованиях (обзор) // Почвоведение. 2009. № 12.

6. Меняйло О.В., Хангейт Б.А. Стабильные изотопы углерода и азота в лесных почвах Сибири // Доклады Академии наук. 2006. Т. 408, № 5.

7. Моргун Е.Г., Ковда И.В., Рысков Я.Г. и др. Возможности и проблемы использования методов геохимии стабильных изотопов углерода в почвенных исследованиях (обзор литературы) // Почвоведение. 2008. № 3.

8. Никитин А.В., Ненахов В.М. Проблемы геологии Ангаро-Витимского батолита // Вестн. Самарского гос. ун-та. Сер. Геология. 2002. № 2.

9. Результаты долговременного мониторинга природных комплексов Северо-Восточного Прибайкалья / А.А. Ананин, Т.Л. Ананина, Е.М. Черникин и др. Улан-Удэ, 2002. (Труды государственного природного биосферного заповедника «Баргузинский»; вып. 8).

10. Тюлина Л.И. Влажный Прибайкальский тип поясности растительности. Новосибирск, 1976.

11. Устинов М.Т. Катенография и эколого-мелиоративная оценка почвенного покрова методом трансект-катен // Сибирский экологический журн. 2001. Т. 6, № 3.

12. Цыбенов Ю.Б., Чимитдоржиева Г.Д., Егорова Р.А. и др. Запасы органического углерода и его изотопный состав в криоморфных квазиглеевых черноземах Забайкалья // Почвоведение. 2016. № 1.

13. Andreeva D., Leiber K., Glaser B. et al. Genesis and properties of black soils in Buryatia, southeastern Siberia, Russia // Quaternary Int. 2011. Vol. 243.

14. Andreeva D., Zech M., Glaser B. et al. Stable isotope (δ¹³C, δ¹⁵N, δ¹⁸O) record of soils in Buryatia, southern Siberia: Implications for biogeochemical and paleoclimatic interpretations // Quaternary Int. 2013. Vol. 290–291.

15. Boutton T.W. Stable carbon isotope ratios of soil organic matter and their use as indicators of vegetation and climate change. Mass spectrometry of soils. N.Y., T. XIII.

16. Ehleringer J.R., Buchmann N., Flanagan L.B. Carbon isotope ratios in belowground carbon cycle processes // Ecol. Appl. 2000. Vol. 10, № 2.

17. Fick S.E., Hijmans R.J. WorldClim 2: new 1-km spatial resolution climate surfaces for global land areas // International Journal of Climatology. 2017. Vol. 37.

18. Högberg P. ¹⁵N natural abundance in soil-plant systems // New Phytol. 1997. Vol. 137.

19. IUSS Working Group WRB. 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. № 106. FAO, Rome. https://www.fao.org/3/i3794en/I3794en.pdf

20. Mekonnen B., Zech W., Glaser B. et al. Chemotaxonomic patterns of vegetation and soils along altitudinal transects of the Bale Mountains, Ethiopia, and implications for paleovegetation reconstructions – Part 1: stable isotopes and sugar biomarkers // E&G Quaternary Sci. J. 2019. Vol. 68.

21. Robinson D. δ¹⁵N as an integrator of the nitrogen cycle // Trends Ecol. Evol. 2001. Vol. 16.

22. Zech M., Bimüller C., Hemp A. et al. Human and climate impact on ¹⁵N natural abundance of plants and soils in high-mountain ecosystems: A short review and two examples from the Eastern Pamirs and Mt. Kilimanjaro, Isotopes Environ // Health Stud. 2011. № 47.