Везде

RAS BiologyПочвоведение Eurasian Soil Science

  • ISSN (Print) 0032-180X
  • ISSN (Online) 3034-5618

Features of Organogenic Horizons in Different Types of Forests of the Middle Taiga of the European North-East of Russia

You can
PII
S3034561825110018-1
DOI
10.7868/S3034561825110018
Publication type
Article
Status
Published
Authors
I.A. Likhanova
  • Affiliation: Institute of Biology, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
E.M. Lapteva
  • Affiliation: Institute of Biology, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
E.A. Skrebenekov
  • Affiliation:
    Institute of Biology, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
    Pitirim Sorokina Syktyvkar State University
N.N. Bondarenko
  • Affiliation: Institute of Biology, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Yu.A. Smotrina
  • Affiliation:
    Institute of Biology, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
    Pitirim Sorokina Syktyvkar State University
V.M. Shchanov
  • Affiliation: Institute of Biology, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume / Issue number 11
Pages
1395-1411
Abstract
The article highlights the characteristics of structure and properties of organogenic horizons (OHs) in different-type forests of the middle taiga subzone (State Natural Reserve ‘Lyalsky’, Knyazhpogostsky District, Komi Republic). The authors studied the morphological properties of OHs (thickness, structure, fractional composition), determined their particular chemical characteristics (acidity, C and N content) and estimated the organic matter reserves and C in them. Median values for all indicators were calculated in Statistica 13.3. program. OHs of automorphic spruce and small-leaved forests of accumulative and trans-accumulative relief positions, which are closely underlain with carbonatecontaining parent rocks, have relatively high values of pH (5.3–6.4), N content (1.4–1.5%), narrow C : N ratio (25–29) and increased content of microbial biomass (20–24 mg C/g soil in the upper OH layer). The above-mentioned peculiarities activate decomposition and trigger formation of relatively thin (5–6 cm) OHs with reserves of 37–54 t/ha in automorphic conditions. The moisture content rise in sphagnum spruce forests ensures organic matter conservation and increases the OH thickness to 15 cm and organic matter reserves to 85 t/ha. OHs in soils of green-moss and sphagnum pine forests, which grow on sandy sediments of eluvial relief positions, have acidic medium reaction (pH 4.2–4.5), low N content (0.9–1.0%), wide C : N ratio (44–48) and low content of microbial biomass (13–14 mg C/g soil in the upper OH layer). Unfavourable conditions of organic matter decomposition in green-moss pine forests contribute to the formation of OH with a thickness of 12 cm and total reserves of 73 t/ha. Excessive moisture of OH in sphagnum pine forests responds for the increase in its thickness to 17 cm and organic matter reserves to 105 t/ha. In automorphic forests, the thickness and reserves of OH decrease along with the row: trunk → crown → window. In sphagnum forest types, we observe the opposite trend, which is probably related to a draining effect of trees. The OHs of forests, which grow in automorphic conditions, accumulate 15–40 % of the total carbon stocks within a meter-deep soil layer. In semi-hydromorphic conditions, they accumulate up to 49%.
Keywords
средняя тайга лесная подстилка ельники сосняки мелколиственные леса мощность горизонтов плотность почвы запасы углерода запасы подстилки
Date of publication
30.06.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
20

References

  1. 1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. С. 185–189.
  2. 2. Атлас почв Республики Коми. Сыктывкар: Коми республиканская типография, 2010. 356 с.
  3. 3. Бахмет О.Н. Структурно-функциональная организация органопрофилей почв лесных экосистем Северо-Запада России. Дис. … докт. биол. наук. Петрозаводск, 2014. 350 с.
  4. 4. Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. 156 с.
  5. 5. Богатырев Л.Г. О классификации лесных подстилок // Почвоведение. 1990. № 3. С. 118–127.
  6. 6. Богатырев Л.Г. О некоторых географических закономерностях формирования подстилок в лесных экосистемах // География и природные ресурсы. 1990. № 4. С. 91–98.
  7. 7. Богатырев Л.Г., Смагин А.В., Акишина М.М., Витязев В.Г. Географические аспекты функционирования лесных подстилок // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2013. № 1. С. 30–36.
  8. 8. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы определения физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 415 с.
  9. 9. Васенев И.И. Почвенные сукцессии. М.: ЛКИ, 2008. 400 с.
  10. 10. Ефремова Т.Т., Аврова А.Ф., Ефремов С.П. Классификация морфогенетических типов моховых подстилок болотных ельников по данным гумусного состояния // Лесоведение. 2016. № 6. С. 445–456.
  11. 11. Забоева И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар: Коми книжн. изд-во, 1975. 344 с.
  12. 12. Зонн С.В. Биогеоценологические и генетические основы классификации лесных подстилок // Роль подстилки в лесных биогеоценозах. М.: Наука, 1983. С. 80–81.
  13. 13. Казимиров Н.И., Волков А.Д., Зябченко С.С., Иванович А.А., Морозова Р.М. Обмен веществ и энергии в сосновых лесах Европейского Севера. Л.: Наука, 1977. 303 с.
  14. 14. Карпачевский Л.О. Динамика свойств почвы. М.: ГЕОС, 1997. 170 с.
  15. 15. Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. М.: Лесн. пром, 1981. 264 с.
  16. 16. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС, 2005. 336 с.
  17. 17. Карпачевский Л.О., Воронин А.Д., Дмитриев Е.А., Строгонова М.Н., Шоба С.А. Почвенно-биогеоценотические исследования в лесных биогеоценозах. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. 160 с.
  18. 18. Коренные еловые леса Севера: биоразнообразие, структура, функции. СПб.: Наука, 2006. 337 с.
  19. 19. Лиханова И.А., Денева С.В., Холопов Ю.В., Рудь А.А., Скребенков Е.А., Лаптева Е.М. Особенности лесных подстилок в разных типах среднетаежных лесов // Теоретическая и прикладная экология. 2024. № 2. С. 72–81. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-2-072-081
  20. 20. Лукина Н.В., Полянская Л.М., Орлова М.А. Питательный режим почв северотаежных лесов. М.: Наука, 2008. 341 с.
  21. 21. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 332 с.
  22. 22. Осипов А.Ф., Кузнецов М.А. Содержание органического углерода в болотно-подзолистых почвах хвойных лесов средней тайги // Лесоведение. 2010. № 6. С. 65–70.
  23. 23. Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
  24. 24. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004. 432 с.
  25. 25. Рубцов М.В., Дерюгин А.А., Салмина Ю.Н., Гурцев В.И. Водорегулирующая роль таежных лесов. М.: Агропромиздат, 1990. 223 с.
  26. 26. Рыбакова Н.А. Влияние парцеллярной структуры южнотаежных березняков на пространственную неоднородность лесной подстилки // Вестник ПГТУ. 2017. № 3. С. 26–35.
  27. 27. Сапожников А.П. Лесная подстилка: номенклатура, классификация, индексация // Почвоведение, 1984. № 5. С. 96–105.
  28. 28. Семенюк О.В., Телесина В.М., Богатырев Л.Г., Бенедиктова А.И., Кузнецова Я.Д. Оценка внутрибиоценотической изменчивости лесных подстилок и травяно-кустарничковой растительности в еловых насаждениях // Почвоведение. 2020. № 1. С. 31–43.
  29. 29. Теория и практика химического анализа почв. M.: ГЕОС, 2006. 400 с.
  30. 30. Трефилова О.В., Беланов И.П., Уфимцев В.И., Ефимов Д.Ю. Эффекты фитогенного поля сосны в различных климатических условиях // Лесоведение. 2021. № 2. С. 156–172.
  31. 31. Чертов О.Г. Определение типов гумуса лесных почв. Методические указания. Л., 1974. 16 с.
  32. 32. Чертов О.Г., Надпорожская М.А. Формы гумуса лесных почв: концепции и классификации // Почвоведение. 2018. № 10. С. 1202–1214.
  33. 33. Честных О.В., Лыжин В.А., Кокшарова А.В. Запасы углерода в подстилках лесов России // Лесоведение. 2007. № 6. С. 114–121.
  34. 34. Шумаков В.С., Федорова Е.Л. Методические рекомендации по определению запасов лесной подстилки и ее зольности при лесоводственных исследованиях. М.: ВНИИЛХ, 1979. 38 с.
  35. 35. Ananyeva N.D., Susyan E.A., Gavrilenko E.G. Determination of the soil microbial biomass carbon using the method of substrate-induced respiration // Eurasian Soil Science. 2011. V. 44. P. 1215–1221. https://doi.org/10.1134/S1064229311030021
  36. 36. Anderson J.P.E., Domsch K.H. A Physiological Method for the Quantitative Measurement of Microbial Biomass in Soils // Soil Biol. Biochem. 1978. V. 10. P. 215–221. https://doi.org/10.1016/0038-0717 (78)90099-8
  37. 37. Angst G., Pokorný J., Mueller C.W., Prater I., Preußer S., Kandeler E., Meador T., Straková P., Hájek T., van Buiten G., Angst Š. Soil texture affects the coupling of litter decomposition and soil organic matter formation // Soil Biol. Biochem. 2021. V. 159. P. 108302. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108302
  38. 38. Berg B., McClaugherty Ch. Plant Litter: Decomposition, Humus Formation, Carbon Sequestration. Berlin: Springer, 2014. 286 p.
  39. 39. Dixon R.K., Brown S., Houghton R.A., Solomon A.M., Trexler M.C., Wisniewski J. Carbon pools and flux of global forest ecosystems // Science. 1994. V. 263. P. 185-190.
  40. 40. Domke G.M., Perry C.H., Walters B.F., Woodall C.W., Russell M.B., Smith J.E. Estimating litter carbon stocks on forest land in the United States // Science of The Total Environment. 2016. P. 557–558. P. 469–478. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016
  41. 41. Hemingway J.D., Rothman D.H., Grant K.E., Rosengard S.Z., Eglinton T.I., Derry L.A., Galy V.V. Mineral protection regulates long-term global preservation of natural organic carbon // Nature. 2019. V. 570. P. 228–231.
  42. 42. Hugelius G., Tarnocai C., Broll G., Canadell J.G., Kuhry P., Swanson D.K. The northern circumpolar soil carbon database: spatially distributed datasets of soil coverage and soil carbon storage in the northern permafrost regions // Earth Syst. Sci. Data. 2013. 5. P. 3–13. https://doi.org/10.5194/essd-5-3-2013
  43. 43. IUSS Working Group WRB. 2014. World Reference Base for Soil Resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome.
  44. 44. Kubiena W.L. Animal activity in soils as a decisive factor in establishment of humus forms // Soil Zoology. London: Butterworth, 1955. P. 73–82.
  45. 45. Laskowski R. What determines forest litter decomposition? Global trends and local variance // Geographia Polonica. 2012. V. 85. I. 2. P. 39–46. https://doi.org/10.7163/GPol.2012.2.9
  46. 46. Mayer M., Prescott C.E., Abaker W.E.A., Augusto L., Cécillon L., Ferreira G.W.D., James J., Jandl R. et al. Tamm review: influence of forest management activities on soil organic carbon stocks: a knowledge synthesis // Forest Ecol. Managem. 2020. V. 466. P. 118127. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118127
  47. 47. Osipov A.F., Bobkova K.S., Dymov A.A. Carbon stocks of soils under forest in the Komi Republic of Russia // Geoderma Regional. 27. 2021. P. e00427. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00427
  48. 48. Ponge J.F. Humus form in terrestrial ecosystem: a framework to biodiversity // Soil Biol. Biochem. 2003. V. 35. P. 935–945
  49. 49. Semenyuk O.V., Telesnina V.M., Bogatyre, L.G., Benediktova A.I., Kuznetsova Ya.D. Assessment of intra-biogeocenotic variability of forest litters and dwarf shrub–herbaceous vegetation in spruce stands // Eurasian Soil Sci. 2020. V. 53. P. 27–38. https://doi.org/10.1134/S1064229320010135
  50. 50. Verhoeven J.T.A., Liefveld W.M. The ecological significance of organochemical compounds in Sphagnum // Acta Bot. Neerl. 1997. V. 46. P. 117–130. https://doi.org/10.1111/PLB.1997.46.2.117
  51. 51. Zanella A., Berg B., Ponge J.-F., Kemmers R. Humusica 1, article 2: Essential bases – Functional considerations // Appl. Soil Ecol. 2018. V. 122. P. 22–41. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.07.010
  52. 52. Zanella A., De Waal R., Van Delft B., Ponge J.-F., Jabiol B., De Nobili M., Ferronato C., Gobat J.-M., Vaca A. Humusica 2, article 9: Histic humus systems and forms – Specific terms, diagnostic horizons and overview // Appl. Soil Ecol. 2018. V. 122. P. 148–153. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.05.026
  53. 53. Zanella A., Ponge J.-F., Jabiol B., Sartori G., Kolb E., Gobat J.-M., Le Bayon R.-C. et al. Humusica 1, article 4: Terrestrial humus systems and forms – Specific terms and diagnostic horizons // Appl. Soil Ecol. 2018. V. 122. P. 56–57. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.07.005
  54. 54. Zanella A., Jabiol B., Ponge J.F., Sartori G., De Waal R., Van Delft B., Graefe U., Cools N., Katzensteiner K., Hager H., Englisch M. A European morpho-functional classification of humus forms // Geoderma. 2011. V. 164. P. 138–145. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.05.016
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library