Аккумуляция углерода в торфяных почвах пойменных болот северо-востока Среднерусской возвышенности
- Авторы: Волкова Е.М.1, Леонова О.А.1, Головченко А.В.2
-
Учреждения:
- Тульский государственный университет
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Выпуск: № 3 (2024)
- Страницы: 439-450
- Раздел: БИОЛОГИЯ ПОЧВ
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-180X/article/view/264068
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X24030055
- EDN: https://elibrary.ru/YILRKQ
- ID: 264068
Цитировать
Аннотация
Изучено строение торфяных залежей пойменных болот Большеберезовское и Подкосьмово, сформированных в атлантический – суббореальный периоды голоцена в долине р. Непрядва, в северо-восточной части Среднерусской возвышенности. Результаты исследований ботанического состава торфяных залежей показали, что генезис болот представлен эвтрофными палеоценозами, которые аккумулировали углерод со скоростью 21.8–95 г/м2 в год. Образовавшиеся низинные торфа характеризовались высокой степенью разложения (45–55%) и низкой скоростью вертикального прироста (в среднем 0.3–0.6 мм/год), что обусловлено сезонной динамикой уровня залегания болотных вод. Содержание углерода в торфах по профилям торфяных залежей составляет 14% для болота Подкосьмово и 31% для Большеберезовского болота. Различия обусловлены особенностями водно-минерального питания болот, что проявляется в высоком содержании карбонатов и зольности торфов болота Подкосьмово. Запасы углерода в торфяных почвах пойменных болот варьируют от 51.5 до 125 кг/м2 для горизонтов мощностью 10 см. Данный показатель определяется интенсивностью разложения растительных остатков, что зависит от состава и структуры микробных комплексов. На Большеберезовском болоте в микробном комплексе доминирует грибная составляющая, на болоте Подкосьмово – бактериальная. Это объясняет отличия болот в микробной биомассе: 222 г/м2 для болота Подкосьмово, 898 г/м2 – для Большеберезовского болота. Причиной различий пойменных болот является диапазон варьирования уровня болотных вод в течение вегетационного сезона, обусловленный проведенными мелиоративными мероприятиями на Большеберезовском болоте. Пойменные болота являются важными “депо” атмосферного углерода, а интенсивность его аккумуляции определяется комплексом факторов.
Об авторах
Е. М. Волкова
Тульский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: convallaria@mail.ru
Россия, Тула
О. А. Леонова
Тульский государственный университет
Email: convallaria@mail.ru
Россия, Тула
А. В. Головченко
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: convallaria@mail.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Арляпов В.А., Нечаева И.А., Скворцова Л.С., Волкова Е.М. Комплексная экологическая оценка состояния водных объектов Тульской области // Вода: химия и экология. 2016. № 6. C. 9–21.
- Архипченко И.А. Микробиологические особенности торфяных субстратов // Гавриш. 2007. № 2. С. 5–9.
- Бабиков Б.В., Кобак К.И. Поглощение атмосферного углекислого газа болотными экосистемами территории России в голоцене. Проблемы заболачивания // ИВУЗ. Лесной журнал. 2016. № 1. С. 9–36.
- Балезина К.С. Анализ потоков парниковых газов в болотных экосистемах Западной Сибири / К. С. Балезина // Интернаука. 2020. № 21-1(150). С. 54–55. EDN: CAGELS.
- Бирюкова О.Н., Орлов Д.С. Запасы углерода органических соединений в почвах Российской Федерации // Почвоведение. 1995. № 1. С. 21–32.
- Васильев С.В. Скорость торфонакопления в Западной Сибири // Динамика болотных экосистем Северной Евразии в голоцене. Петрозаводск: КарНЦ РАН. 2000. С. 56–59.
- Волкова Е.М. Болота Среднерусской возвышенности: генезис, структурно-функциональные особенности и природоохранное значение: Автореф. дис… докт. биол. наук. СПб., 2018. 46 с.
- Волкова Е.М. Древесная, древесно-моховая и кустарниковая растительность болот Среднерусской возвышенности // Разнообразие растительного мира. 2022. № 2 (13). С. 5–29.
- Волкова Е.М. Методы изучения болотных экосистем. Тула: Гриф и К, 2009. 94 с.
- Волкова Е.М. Пойменные болота северо-востока Среднерусской возвышенности // Бот. журн. 2011. Т. 96. № 4. С. 503–514.
- Волкова Е.М., Калинина М.М., Дорогова А.В. Особенности генезиса водораздельных и пойменных болот Тульской области // Известия ТулГУ. Естественные науки. 2019. Вып. 4. С. 118–131.
- Волкова Е.М., Леонова О.А., Миронов В.В. Палеоэкологические условия и аккумуляция углерода в генезисе пойменного болота Среднерусской возвышенности // Siberian J. Life Sciences and Agriculture. 2022. № 6. С. 70–91.
- Волкова Е.М., Новенко Е.Ю., Юрковская Т.К. Возраст болот Среднерусской возвышенности // Известия РАН. Сер. географическая. 2020. Т. 84. № 4. С. 551–561.
- Головацкая Е.А. Моделирование углеродного баланса болотных экосистем южной тайги при различных сценариях изменения климата. Томск, 2007. 26 с.
- Головацкая Е.А., Дюкарев Е.А., Веретенникова Е.Э., Никонова Л.Г., Смирнов С.В. Оценка динамики баланса углерода в болотах южно-таежной подзоны Западной Сибири (Томская область) // Почвы и окружающая среда. 2022. Т. 5. № 4. С. e194. https://doi.org/10.31251/pos.v5i4.194
- Головченко А.В., Волкова Е.М. Запасы и структура микробной биомассы в торфяниках карстовых ландшафтов Тульской области // Почвоведение. 2019. № 3. С. 370–376. https://doi.org/10.1134/S0032180X19030043
- Головченко А.В., Волкова Е.М. Численность, запасы и структура микробных комплексов низинных торфяников Тульской области // Мат-лы 5-й научной школы “Болота и биосфера”. Томск: ЦНТИ, 2006. С. 158-162.
- Головченко А.В., Грачева Т.А., Семенова Т.А., Морозов А.А., Самигуллина С.Р., Глухова Т.В., Инишева Л.И. Мицелиальный компонент эутрофных торфяных почв в зоне активной деструкции органического детрита // Почвоведение. 2023. № 5. С. 536–549. https://doi.org/10.31857/S0032180X22601232
- Головченко А.В., Дмитриенко Ю.Д., Морозов А.А., Поздняков Л.А., Глухова Т.В., Инишева Л.И. Микробная биомасса в низинных торфяниках: запасы, структура, активность // Почвоведение. 2021. № 7. С. 838–848. https://doi.org/10.31857/S0032180X21050099
- Головченко А.В., Тихонова Е.Ю., Звягинцев Д.Г. Численность, биомасса, структура и активность микробных комплексов низинных и верховых торфяников // Микробиология. 2007. Т. 76. № 5. С. 711–719.
- ГОСТ 23740-2016. Грунты. Методы определения содержания органических веществ
- ГОСТ 34467-2018. Грунты. Методы лабораторного определения содержания карбонатов. Soils. Laboratory methods for determination of calcium carbonate content
- Добровольская Т.Г., Головченко А.В., Кухаренко О.С., Якушев А.В., Семенова Т.А., Инишева Л.И. Структура микробных сообществ верховых и низинных торфяников Томской области // Почвоведение. 2012. № 3. С. 317–326.
- Домбровская А.В. Атлас растительных остатков, встречаемых в торфе М.: Госэнергоиздат, 1959. 137 с.
- Ефремова Т.Т., Аврова А.Ф., Ефремов С.П. Расчетный метод определения углерода в торфах и моховых подстилках лесных болот по зольности растительного субстрата // Сибирский лесной журнал. 2016. № 6. С. 73–83.
- Зацаринная Д.В., Волкова Е.М., Леонова О.А. Разнообразие растительности пойменных болот юго-восточной части Тульской области // Известия ТулГУ. Естественные науки. 2022. Вып. 1. С. 28–36.
- Инишева Л.И., Сергеева М.А., Смирнов О.Н. Депонирование и эмиссия углерода болотами Западной Сибири // Научный диалог. Естествознание и экология. 2012. № 7. С. 61–74.
- Кац Н.Я. Болота Земного шара. М., 1971. 294 с.
- Кутенков С.А. Компьютерная программа для построения стратиграфических диаграмм состава торфа “Korpi” // Труды КарНЦ РАН. № 6. Сер. Экологические исследования. Петрозаводск, КарНЦ РАН, 2013. C. 171–176.
- Лапин С.А. Сравнительная оценка гидролого-гидрохимического состояния водохранилищ Новомосковского района Тульской области в осенний период // Вопросы рыболовства. 2017. Т. 18. № 3. С. 328–335.
- Лапшина Е.Д. Болота юго-востока Западной Сибири. Автореф. дисс. ... докт. биол. наук. Томск, 2004. 512 с.
- Лиштван И.И., Король Н.Т. Основные свойства торфа и методы их определения. Минск, 1975. 320 с.
- Методы почвенной биохимии и микробиологии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 304 с.
- Новенко Е.Ю., Гласко М.П., Бурова О.В. Динамика климата и эволюция ландшафтов северной лесостепи в позднем голоцене (по палинологическим данным района Куликова поля) // Сб. науч. статей “Проблемы изучения и восстановления ландшафтов лесостепной зоны” Тула, 2010. С. 24–34.
- Полянская Л.М., Головченко А.В., Звягинцев Д.Г. Микробная биомасса в почвах // Доклады АН. 1995. Т. 344. № 6. С. 846‒848.
- Порохина Е.В., Инишева Л.И., Дырин В.А. Биологическая активность и сезонные изменения CO2 и CH4 в торфяных залежах эвтрофного болота // Вестник Томского гос. ун-та. Биология. 2015. № 3 С. 157–176.
- Пьявченко Н.И. О типах болот и торфа в болотоведении // Основные принципы изучения болотных биогеоценозов. Л., 1972. С. 35–43.
- Пьявченко Н.И. Торфяники Русской лесостепи. М., 1958. 191 с.
- Хмелев К.Ф. Закономерности развития болотных экосистем Центрального Черноземья. Воронеж: Изд-во Воронежск. ун-та. 1985. 168 с.
- Chambers Lisa G., Ping Chin Yu, Gabriel M.F., Christopher B.G., Herndon E.M., Long D.T., Lyons W.B. et al. Developing the scientific framework for urban geochemistry // Appl. Geochem. 2016. V. 67. P. 1–20.
- Crowther T.W. Quantifying global soil carbon losses in response to warming // Nature. 2016. V. 540. P. 104–108.
- Garsetiasih R., Heriyanto N.M., Adinugroho W.C., Gunawan H., Dharmawan I.W.S., Sawitri R., Yeny I., Mindawati N. Denny Connectivity of vegetation diversity, carbon stock, and peat depth in peatland ecosystems // Global J. Environ. Sci. Manage. 2022. V. 8. P. 369–388.
- Ivanov D.G., Kotlov I.P., Minayeva T.Yu., Kurbatova Ju. A. Estimation of carbon dioxide fluxes on a ridge-hollow bog complex using a high resolution orthophotoplan // Nature Conservation Research. 2021. V. 6. P. 16–28. https://doi.org/10.24189/ncr.2021.020
- Magnan G., Garneau M., Stum-Boivin E., Grondin P., Bergeron Y. Long-Term Carbon Sequestration in Boreal Forested Peatlands in Eastern Canada // Ecosystems. 2020. V. 23 P. 1481–1493. https://doi.org/10.1007/s10021-020-00483-x
- Novenko E.Yu., Volkova E.M. The Middle and Late Holocene Vegetation and Climate History of the Forest-steppe Ecotone Area in the Central Part of European Russia // Geographical Review of Japan Series B. 2015. V. 87. P. 91–98.
- Novenko E.Yu., Volkova E.M., Glasko M.P., Zuganova I.S. Paleoecological evidence for the middle and late Holocene vegetation, climate and land use in the upper Don River basin (Russia) // Veget. Hist. Archaeobot. 2012. V. 21 P. 337–352.
- Ratcliffe J., Payne R.J. Palaeoecological studies as a source of peat depth data: A discussion and data compilation for Scotland // Mires and Peat. 2016. V. 18. P. 1–7.
- Reimer P.J., Bard E., Bayliss A., Beck J.W., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., Buck C.E. et al. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves, 0-50.000 Years cal BP // Radiocarbon. 2013. V. 55. P. 1869–1887.
- Turunen J., Tolonen K., Tolvanen S., Remes M., Ronkainen J., Jungner H. Carbon accumulation in the mineral subsoil of boreal mires. Global Biogeochem Cycles. 2002. V. 13. P. 71–79.