Матышак Георгий Валерьевич

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.

За период 2015-2019 гг. охарактеризован гидротермический режим почв экосистем больших лизиметров Почвенного стационара МГУ, формирующихся на однотипной породе под различным растительным покровом. Оценено меж- и внутригодовое влияние хвойного, широколиственного и травяного растительных сообществ на динамику температуры и влажности почв. Показано, что спустя 60 лет после закладки лизиметров исследованные слаборазвитые почвы достоверно отличаются по влажности и температурному режиму. Наибольшее влияние (усиливающееся со временем) оказал древесный ярус за счет перераспределения осадков и транспирационного эффекта, значительно снижающих влажность почв и объем лизиметрического стока. Наиболее сухая экосистема (ельник) отличалась от наиболее влажной (залежь) в 2-3 раза по влажности верхнего 20-см слоя и более чем в 10 раз по объему стока. Установлена специфика влияния типа древесных насаждений на температурный режим почв. Для хвойной экосистемы характерны минимальные температурные показатели, тогда как для широколиственной –  максимальные, разность среднегодовых показателей для 10 см составляет более 1,6 ˚С. Показана роль травяного покрова, снижающего температурные экстремумы и испарение с поверхности почв. Оценены сезонные особенности влияния растительного покрова на гидротермический режим почв.

В лабораторных условиях исследован отклик биологической активности и содержания лабильных форм биогенных элементов в торфах разного генезиса на изменение влажности последних. В работе использованы образцы торфяных почв северной и южной тайги (Тюменская и Московская область). Проведена серия манипуляционных экспериментов, в которых для разных типов торфа при разных уровнях влажности оценена динамика таких показателей, как базальное дыхание (БД), углерод микробной биомассы, содержание лабильного углерода и азота. Также проведена оценка влияния продолжительности и типа эксперимента на динамику свойств торфов. Установлено, что все исследованные торфяные образцы характеризуются широким диапазоном влажности, при котором наблюдается максимум биологической активности. В целом он находится в диапазоне от 20–30 до 80–90% полной влагоемкости (ПВ). В этом диапазоне не наблюдается значимой связи между влажностью и БД. В большинстве экспериментов достоверное снижение биологической активности отмечалось лишь в «экстремальных» диапазонах влажности — менее 20% и более 90% ПВ. Показано, что характер отклика на увлажнение индивидуален, определяется свойствами образца и мало зависит от типа пробоподготовки. В экспериментах и модельных расчетах предлагается использовать полученный коэффициент чувствительности к влажности — W₂₀, составляющий в диапазоне 40–80% ПВ для торфяных образцов разного генезиса величину 1,0–1,2. Долгосрочные варианты инкубационных экспериментов показали более выраженную реакцию на переувлажнение и достоверное снижение биологической активности при высоких значениях влажности (более 80% ПВ). Это может говорить об их лучшей применимости для решения задач моделирования поведения экосистем в случае изменения гидрологической ситуации.