Везде

ОБНПочвоведение Eurasian Soil Science

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

ПОСТПИРОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В КРИОГЕННЫХ ПОЧВАХ ЛЕСОТУНДРЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Вы можете
Код статьи
S3034561825120159-1
DOI
10.7868/S3034561825120159
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Бучкина Н.П.
  • Аффилиация:
    Институт экологической и сельскохозяйственной биологии, Тюменский государственный университет
    Агрофизический научно-исследовательский институт
Юртаев А.А.
  • Аффилиация: Институт экологической и сельскохозяйственной биологии, Тюменский государственный университет
Шварцева О.С.
  • Аффилиация: Институт экологической и сельскохозяйственной биологии, Тюменский государственный университет
Мухина Д.П.
  • Аффилиация:
    Институт экологической и сельскохозяйственной биологии, Тюменский государственный университет
    Агрофизический научно-исследовательский институт
Балашов Е.В.
  • Аффилиация: Агрофизический научно-исследовательский институт
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 12
Страницы
1878-1890
Аннотация
Органическое вещество криогенных почв лесотундры Западной Сибири сосредоточено в верхних горизонтах почв. Пожары являются мощным фактором преобразования растительных сообществ и оказывают существенное воздействие на условия почвообразования в северных экосистемах. Частичное удаление мохово-лишайникового покрова и подстилки приводит к увеличению потока тепла вглубь почвы и может вызвать ускоренную минерализацию растительных остатков органогенных горизонтов. Цель исследований – оценка адсорбционной способности минеральных горизонтов криозема глееватого (Reductaquic Turbic Cryosols (Thixotropic)) через 28 лет после пожара и выявление параметров, оказывающих влияние на эту способность почв, преобладающих на пологих хорошо дренируемых склонах на северной границе лесотундровой зоны Западной Сибири, в междуречье рек Пур и Таз Ямало-Ненецкого автономного округа. Исследованные почвы не различались по гранулометрическому составу, что позволило связать характер адсорбционной способности почв с изменениями, происходящими в органическом веществе почв. Результаты свидетельствуют, что через 28 лет после пожара почва гари существенно отличается от фонового аналога по содержанию общего органического углерода, содержание которого в слое 0–5 см фоновой почвы составляло 1.11%, а в слое 5–30 см – 1.07%. В почве гари содержание общего органического углерода в обоих слоях было достоверно (p < 0.05) ниже и составляло 0.73 и 0.71% соответственно. Минеральный слой почвы, непосредственно контактирующий с вышележащим органогенным горизонтом, характеризовался достоверным уменьшением содержания грубодисперсного органического вещества и достоверным увеличением адсорбционной способности почв в области пленочной влаги. По адсорбционным свойствам верхний минеральный слой (0–5 см) почвы гари более близок к нижележащему (5–30 см) минеральному слою и достоверно отличается от аналогичного слоя (0–5 см) фоновой почвы.
Ключевые слова
криозем глееватый общий углерод общий азот пленочная влага потенциал почвенной влаги C/N
Дата публикации
01.12.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
35

Библиография

  1. 1. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 244 с.
  2. 2. Глобус А.М. Физика неизотермического внутрипочвенного влагообмена. Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1983. 278 с.
  3. 3. Маслов М.Н., Маслова О.А., Копеина Е.И. Динамика общего и лабильного пулов органического углерода почв при постпирогенной сукцессии экосистем горной тундры Хибин // Почвоведение. 2020. № 3. С. 330–339. https://doi.org//10.31857/S0032180X20030041
  4. 4. Маслов М.Н., Маслова О.А., Поздняков Л.А., Копеина Е.И. Биологическая активность почв горно-тундровых экосистем при постпирогенном восстановлении // Почвоведение. 2018. № 6. С. 728–737. https://doi.org//10.7868/S0032180X18060096
  5. 5. Мергелев Н.С. Постпирогенная трансформация почв и запасов почвенного углерода в предтундровых редколесьях Колымской низменности: каскадный эффект и обратные связи // Известия РАН. Сер. Географическая. 2015. № 3. С. 129–140. https://doi.org//10.15356/0373-2444-2015-3-129-140
  6. 6. Назарова Т.В. Влияние содержания органического вещества на энергетическое состояние влаги в почве. Дис. ... канд. биол. наук. М., 2009. 134 с.
  7. 7. Смагин А.В., Садовникова Н.Б., Назарова Т.В., Кирюшина А.Б., Машина А.В., Еремина А.М. Влияние органического вещества на водоудерживающую способность почв // Почвоведение. 2004. № 3. С. 312–321.
  8. 8. Стариков В.В., Дымов А.А., Прокушкин А.С. Почвы постпирогенных лиственничников средней Сибири: морфология, физико-химические свойства и особенности почвенного органического вещества // Почвоведение. 2017. 8. С. 912–925. https://doi.org//10.7868/S0032180X17080111
  9. 9. Ходжаева А.К., Шапилович А.В., Губин С.В., Лупачев А.В. Количественная оценка минерализуемого пула органического вещества в криоземах тундр Колымской низменности // Почвоведение. 2020. № 2. С. 210–218. https://doi.org//10.1134/S0032180X20020070
  10. 10. Шахматова Е.Ю., Семиколенных Д.П. Постпирогенная дифференциация свойств ареносола в сосновых лесах западного Забайкалья // Природа Внутренней Азии. 2021. № 1. С. 112–120. https://doi.org//10.18101/2542-0623-2023-1-112-120
  11. 11. Aaltonen H., Köster K., Köster E., Berninger F., Zhou X., Karhu K., Biasi C. et al. Forest fires in Canadian permafrost region: the combined effects of fire and permafrost dynamics on soil organic matter quality // Biogeochemistry. 2019. V. 143. P. 257–274. https://doi.org//10.1007/s10533-019-00560-x
  12. 12. Akin I.D., Akinleye T.O. Water vapor sorption behavior of wildfire-burnt soil // J. Geotech. Geoenv. Eng. 2021. V. 147. P. 04021115. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)GT.1943-5606.0002648
  13. 13. Balashov E., Khomyakov Y., Sushko S., Rizhiya E. Content of adsorbed film water and density of oxygen-containing functional groups on surface of ageing biochar in sandy spodosol // Acta Hort. Regiotect. 2022. V. 25. P. 115–120. https://doi.org/10.2478/ahr-2022-0015
  14. 14. Certini G. Fire as a soil-forming factor // Ambio. 2014. V. 43. P. 191–195. https://doi.org/10.1007/s13280-013-0418-2
  15. 15. Chen C., Jiang Y., Sun B., Zhou H., Hallett P.D. Organic manure and lime change water vapour sorption of a red soil by altering water repellency and specific surface area // Eur. J. Soil Sci. 2022. V. 73. P. e13223. https://doi.org/10.1111/ejss.13223
  16. 16. Cole K.T., Hill N., Young K., Jenkins T., Hancock D., Schroeder P.A., Thompson A. Substrate quality influences organic matter accumulation in the soil silt and clay fraction // Soil. Biol. Biochem. 2016. V. 103. P. 138–148. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.08.014
  17. 17. Do D.D., Do H.D. A model for water adsorption in activated carbon // Carbon. 2000. V. 38. P. 767–773. https://doi.org/10.1016/S0008-6223 (99)00159-1
  18. 18. Glaser B., Lehmann J. Zech W. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal—a review // Biol. Fert. Soils. 2002. V. 35. P. 219–230. https://doi.org/10.1007/s00374-002-0466-4
  19. 19. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources: International Soil Classification System for Naming Soils and Creating Legends for Soil Maps. International Union of Soil Sciences (IUSS): Vienna. Austria. 2022. 236 pp.
  20. 20. Jafarov E.E., Romanovsky V.E., Genet H., McGuire A.D., Marchenko S.S. The effects of fire on the thermal stability of permafrost in lowland and upland black spruce forests of interior Alaska in a changing climate // Envir. Res. Lett. 2013. V. 8. P. 035030. https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/3/035030
  21. 21. Jauss V., Johnson M., Krull E., Daub M., Lehmann J. Pyrogenic carbon controls across a soil catena in the Pacific Northwest // Catena. 2015. V. 124. P. 53–59. https://doi.org/10.1016/j.catena.2014.09.001
  22. 22. Jha P., Hati K.M., Dalal R.C., Dang Y.P., Kopittke P.M., Menzies N.W. Soil carbon and nitrogen dynamics in a Vertisol following 50 years of no-tillage, crop stubble retention and nitrogen fertilization // Geod. 2020. V. 358. P. 113996. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.113996
  23. 23. Jones A., Stolbovoy V., Tarnocai C., Broll G., Spaargaren O., Montanarella L. (Eds.) Soil Atlas of the Northern Circumpolar Region. European Commission. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2010. 144 p.
  24. 24. Heim R.J., Yurtaev A., Bucharova A., Heim W., Kutskir V., Knorr K.-H., Lampei C., Pechkin A., Schilling D., Sulkarnaev F., Hözel N. Fire in lichen-rich subarctic tundra changes carbon and nitrogen cycling between ecosystem compartments but has minor effects on stocks // Biogeosci. 2022. V. 19. P. 2729–2740. https://doi.org/10.5194/bg-19-2729-2022
  25. 25. Kettler T.A., Doran J.W., Gilbert T.L. Simplified method for soil particle-size determination to accompany soil-quality analyses // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. V. 65. P. 849–852. https://doi.org/10.2136/sssaj2001.653849x
  26. 26. Khorshidi M., Lu N. Determination of cation exchange capacity from soil water retention curve // J. Engin. Mech. 2017. V. 143. P. 04017023. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)EM.1943-7889.0001220
  27. 27. Li X., Sun L., Han Y. Effects of Wildfires on Soil Organic Carbon in Boreal Permafrost Regions: A Review // Permafr. and Periglac. Proc. 2024. V. 35. P. 493–503. https://doi.org/10.1002/ppp.2247
  28. 28. Lupachev A., Abakumov E., Gubin S. The influence of cryogenic mass exchange on the composition and stabilization rate of soil organic matter in cryosols of the Kolyma Lowland (North Yakutia, Russia) // Geosciences. 2017. V. 7. P. 24. https://doi.org/10.3390/geosciences7020024
  29. 29. Nguyen V.T., Horikawa T., Do D.D., Nicholson D. Water as a potential molecular probe for functional groups on carbon surfaces // Carbon. 2014. V. 67. P. 72–78. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2013.09.057
  30. 30. O’Donnell J.A., Harden J.W., McGuire A.D., Kanevskiy M.Z., Jorgenson M.T., Xu X. The effect of fire and permafrost interactions on soil carbon accumulation in an upland black spruce ecosystem of interior Alaska: Implications for post-thaw carbon loss // Glob. Chang. Biol. 2011. V. 17. P. 1461–1474. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2010.02358.x
  31. 31. Prater I., Zubrzycki S., Buegger F., Zoor-Füllgraff L.C., Angst G., Dannenmann M., Mueller C.W. From fibrous plant residues to mineral-associated organic carbon—the fate of organic matter in Arctic permafrost soils // Biogeosciences. 2020. V. 17. P. 3367–3383. https://doi.org/10.5194/bg-17-3367-2020
  32. 32. Singh B., Fang Y., Cowie B.C., Thomsen L. NEXAFS and XPS characterisation of carbon functional groups of fresh and aged biochars // Org. Geochem. 2014. V. 77. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2014.09.006
  33. 33. Son X., Chen C., Arthur E., Tuller M., Zhou H., Shang J., Hu K. Effect of soil organic matter on sorption of water vapor and associated hysteresis // Soil Sci. Soc. Am. J. 2023. V. 87. P. 1249–1262. https://doi.org//10.1002/saj2.20577
  34. 34. Song X., Chen C., Arthur E., Tuller M., Zhou H., Shang J., Hu K. Effect of soil organic matter on sorption of water vapor and associated hysteresis // Soil Sci. Soc. Am J. 2023. V. 87. P. 1249–1262. https://doi.org//10.1002/saj2.20577
  35. 35. Song X., Chen C., Arthur E., Tuller M., Zhou H., Shang J., Ren T. Cation exchange capacity and soil pore system play the key role in water vapour sorption // Geod. 2022. V. 424. P. 116017. https://doi.org//10.1016/j.geoderma.2022.116017
  36. 36. Weintraub M.N., Schimel J.P. Interactions between carbon and nitrogen mineralization and soil organic matter chemistry in arctic tundra soils // Ecosyst. 2003. V. 6. P. 129–143. https://doi.org//10.1007/s10021-002-0124-6
  37. 37. Yurtaev A., Moskovchenko D., Sedov S., Sharapov D., Shvartseva O. The impact of fires on the fractional composition of iron and carbon dynamics in the cryogenic soils of the Forest–Tundra of Western Siberia under changing climate conditions // Soil Systems. 2025. V. 9. P. 15. https://doi.org//10.3390/solisystems9010015
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека