1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 10, 2023

Почвоведение, 2023, № 10, стр. 1269-1284

Анализ эколого-генетических особенностей почв для мониторинга лесных экосистем в зоне хвойно-широколиственных лесов

Г. Н. Копцик a, *, И. Е. Смирнова a, С. В. Копцик b

a Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова
119991 Москва, Ленинские горы, Россия

b Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
119991 Москва, Ленинские горы, Россия

* E-mail: koptsikg@mail.ru

Поступила в редакцию 30.03.2023
После доработки 26.05.2023
Принята к публикации 27.05.2023

Аннотация

Достоверная оценка состава и свойств почв в лесных экосистемах является основой экологического мониторинга, включая мониторинг пулов и потоков углерода, приобретающего особое значение в условиях глобальных изменений природной среды и климата. Проанализированы эколого-генетические особенности и уточнена классификационная принадлежность почв на стационарных участках интенсивного мониторинга в основных типах лесных экосистем государственного природного заказника “Звенигородская биостанция МГУ и карьер Сима” (Московская область, Россия). Мониторинг почв организован и проводится с учетом рекомендаций Международной совместной программы по оценке и мониторингу воздействия загрязнения воздуха на леса (ICP Forests). Доминирующие в почвенном покрове заказника элювоземы и дерново-элювоземы на двучленных отложениях характеризуются легким гранулометрическим составом (содержание илистой фракции <0.002 мм 3.3–7.0%), кислой реакцией (${\text{р}}{{{\text{Н}}}_{{{{{\text{Н}}}_{{\text{2}}}}{\text{О}}}}}$ 4.6–5.7), низкой емкостью катионного обмена, невысоким содержанием обменных оснований (0.6–7.5 смоль(+)/кг в минеральных горизонтах и 30–52 смоль(+)/кг в подстилках) и низкой степенью насыщенности (11–51 и 49–67% соответственно). Содержание потенциально токсичных металлов (Pb, Cd, Cu, Ni и Zn) в почвах заказника не превышает фоновых уровней. Экологическое состояние почв, оцененное на основаниии совокупности их химических и физических свойств, улучшается в ряду: элювозем контактно-осветленный – дерново-элювозем псевдофибровый – дерново-элювозем ожелезненный, влияя на функционирование и устойчивость лесных экосистем к внешним воздействиям в условиях нарастающей антропогенной нагрузки и изменения климата.

Ключевые слова: экологическое состояние почв, элювозем, дерново-элювозем, Dystric Cambisol, двучленные породы, хвойно-широколиственные леса, Звенигородская биостанция МГУ

Список литературы

  1. Александровский А.Л., Ершова Е.Г., Пономаренко Е.В., Кренке Н.А., Скрипкин В.В. Природно-антропогенные изменения почв и среды в пойме Москвы-реки в голоцене: педогенные, пыльцевые и антракологические маркеры // Почвоведение. 2018. № 6. С. 659–673.

  2. Браславская Т.Ю. Леса и лесопользование на территории Звенигородской биостанции МГУ: XIX век // Russ. J. Ecosystem Ecology. 2020. V. 5. https://doi.org/10.21685/2500-0578-2020-2-2

  3. Герасимова М.И., Лебедева И.И., Хитров Н.Б. Индексация почвенных горизонтов: состояние вопроса, проблемы и предложения // Почвоведение. 2013. № 5. С. 627–638.

  4. Гришина Л.А., Копцик Г.Н., Первова Н.Е. О подходах к изучению свойств почв лесных биогеоценозов в целях мониторинга (на примере Звенигородской биостанции) // Экология. 1991. № 5. С. 14–20.

  5. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв. Учение об экологических функциях почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2012. 410 с.

  6. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 225 с.

  7. Классификация почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

  8. Копцик Г.Н., Багдасарова Т.В., Горленко О.В. Взаимосвязь видового состава растений и свойств почв в экосистемах южной тайги // Бюл. МОИП, отдел. биологии. 2001. Т. 106. Вып. 2. С. 31–38.

  9. Копцик Г.Н., Владыченский А.С., Гаврилов В.М. Организация почвенно-экологического мониторинга лесных экосистем Звенигородской биостанции МГУ // Тр. Звенигородской биологической станции. Т. 5. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011. С. 8–17.

  10. Копцик Г.Н., Копцик С.В., Ливанцова С.Ю. Мониторинг почв лесных биогеоценозов Звенигородской биостанции // Тр. Звенигородской биологической станции. Т. 4. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. С. 29–44.

  11. Первова Н.Е., Копцик Г.Н., Рыжова И.М. Почвы как основа структурно-функциональной организации биогеоценозов // Тр. Звенигородской биологической станции. Том 3. М., 2001. С. 22–37.

  12. Подзолистые почвы запада европейской части СССР. М., 1977. 286 с.

  13. Почвы Московской области и их использование. Т. 1. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2002. 500 с.

  14. Рабочая группа IUSS WRB 2015. Мировая реферативная база почвенных ресурсов 2014, исправленная и дополненная версия 2015. Международная система почвенной классификации для диагностики почв и создания легенд почвенных карт. Доклады о мировых почвенных ресурсах, № 106. Рим: ФАО, 2018. 206 с.

  15. Руководство по летней учебной практике студентов-биологов на Звенигородской биостанции им. С.Н. Скадовского. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011. 432 с.

  16. Смирнова К.М. Почвы // Природа Звенигородской биологической станции Московского государственного университета. Вып. 1. М., 1962. 74 с.

  17. Смит С.Э., Рид Д.Дж. Микоризный симбиоз / Пер. с англ. Ворониной Е.Ю. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2012. 776 с.

  18. Соколова Т.А., Толпешта И.И., Изосимова Ю.Г. Подвижные соединения Al и Si в палево-подзолистых почвах Центрального лесного заповедника: содержание, распределение по профилю и гранулометрическим фракциям // Почвоведение. 2017. № 6. С. 672–679.

  19. Чертов О.Г., Надпорожская М.А., Паленова М.М., Припутина И.В. Эдафология в структуре почвоведения и экосистемной экологии // Russ. J. Ecosystem Ecology. 2018. V. 3. 11 p. https://doi.org/10.21685/2500-0578-2018-3-2

  20. Andersen M.K., Raulund-Rasmussen K., Strobel B.W., Hansen H.C.B. The effects of tree species and site on the solubility of Cd, Cu, Ni, Pb And Zn in soils // Water, Air, Soil Pollut. 2004. V. 154. P. 357–370. https://doi.org/10.1023/B:WATE.0000022991.59456.01

  21. Bolte A., Block J., Eichhorn J., Sanders T.G.M., Wellbrock N. Sustainable Use and Development of Forests and Forest Soils: A Resume // Status and Dynamics of Forests in Germany. 2019. Ecological Studies 237. P. 355–374. https://doi.org/10.1007/978-3-030-15734-0_12

  22. Bussotti F., Pollastrini M. Observing climate change impacts on European forests: What works and what does not in ongoing long-term monitoring networks // Front. Plant Sci. 2017. V. 8: 629. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00629

  23. Chen M., Ma L.Q. Comparison of three aqua regia digestion methods for twenty Florida soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. V. 65. P. 491–499. https://doi.org/10.2136/sssaj2001.652491x

  24. Cools N., De Vos B. Part X: Sampling and Analysis of Soil. Version 2020-1 // UNECE ICP Forests Programme Co-ordinating Centre (ed.): Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Eberswalde, Germany: Thünen Institute of Forest Ecosystems, 2020. 29 p. http://www.icp-forests.org/manual.htm

  25. De Vos B., Cools N. Second European Forest Soil Condition Report. Volume I: Results of the BioSoil Soil Survey. INBO.R.2011.35. Brussel: Research Institute for Nature and Forest, 2011. 369 p.

  26. De Vries W., Dobbertin M.H., Solberg S., van Dobben H.F., Schaub M. Impacts of acid deposition, ozone exposure and weather conditions on forest ecosystems in Europe: an overview // Plant Soil. 2014. V. 380. P. 1–45. https://doi.org/10.1007/s11104-014-2056-2

  27. Fleck S., Cools N., De Vos B., Meesenburg H., Fischer R. The Level II aggregated forest soil condition database links soil physicochemical and hydraulic properties with long-term observations of forest condition in Europe // Ann. For. Sci. 2016. V. 73. P. 945–957. https://doi.org/10.1007/s13595-016-0571-4

  28. Forest Soil and Biodiversity Monitoring in the EU. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2010. 32 p.

  29. Global Forest Resources Assessment 2015. How are the world’s forests changing? Rome: FAO, 2016. 46 p.

  30. Global Forest Resources Assessment 2020: Main report. Rome: FAO, 2020. 168 p. https://doi.org/10.4060/ca9825en

  31. Kaasalainen M., Yli-Halla M. Use of sequential extraction to assess metal partitioning in soils // Environ. Pollut. 2003. V. 126. P. 225–233. https://doi.org/10.1016/S0269-7491(03)00191-X

  32. Manual on Methods and Criteria for Harmonized Sampling, Assessment, Monitoring and Analysis of the Effects of Air Pollution on Forests. Part IIIa. Sampling and Analysis of Soil. UN-ECE, CLRTAP, 2006. 26 p.

  33. Reimann C., Kashulina G., de Caritat P., Niskavaara H. Multi-element, multi medium regional geochemistry in the European Arctic: element concentration, variation and correlation // Appl. Geochem. 2001. V. 16. P. 759–780. https://doi.org/10.1016/S0883-2927(00)00070-6

  34. Russian Forests and Climate Change. What Science Can Tell Us / Eds. Kulikova E., Hassegawa M., Lerink B. Joensuu: European Forest Institute, 2020. 137 p. https://doi.org/10.36333/wsctu11

  35. Sanders T.G.M., Michel A.K., Ferretti M. 30 Years of Monitoring the Effects of Long-Range Transboundary Air Pollution on Forests in Europe and Beyond. Eberswalde: UNECE/ICP Forests. 2016. 67 p.

  36. Shao P., Han H., Sun J., Xie H. Effects of global change and human disturbance on soil carbon cycling in boreal forest: A review // Pedosphere. 2023. V. 33. P. 194–211. https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2022.06.035

  37. Vanmechelen L., Groenemans R., Van Ranst E. Forest Soil Conditions in Europe. Results of a Large-Scale Soil Survey. Brussels, Geneva: EC, UN/ECE, Ministry of the Flemish Community, 1997. 259 p.

Дополнительные материалы

скачать ESM.docx
Приложение 1. Рис. S1.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал