Влияние техногенного загрязнения на эмиссию диоксида углерода почвами в Кольской Субарктикестатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Информация о цитировании статьи получена из
Web of Science,
Scopus
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 10 февраля 2016 г.
Аннотация:Эмиссию диоксида углерода (CO2) почвами, важнейшую составляющую углеродного цикла и характеристику биологической активности почв, исследовали в фоновых и подверженных атмосферному загрязнению экосистемах большого индустриального региона России – Кольской Субарктики. Длительное загрязнение выбросами комбината “Печенганикель”, крупнейшего в северной Европе источника диоксида серы и тяжелых металлов, привело к техногенной дигрессии лесных экосистем – разрушению и гибели древесного яруса и обеднению видового состава фитоценозов, ослаблению активности почвенной биоты, загрязнению почв, нарушению биогеохимических циклов элементов, уменьшению продуктивности экосистем. Вблизи комбината образовались техногенные пустоши. В ходе полевых исследований выявлено замедление эмиссии CO2 почвами in situ в среднем от 190–230 мг С–CO2/м2 · ч в фоновых сосновых лесах до 130–160 мг С–CO2/м2 · ч в сосняках стадии дефолиации, 100 мг С–CO2/м2 · ч в техногенном сосновом редколесье и 5–20 мг С–CO2/м2 · ч на техногенных пустошах. Эмиссия CO2 почвами в березняках более интенсивна по сравнению с сосняками и с нарастанием загрязнения проявляет тенденцию к снижению от 290 мг С–CO2/м2 · ч в фоновых лесах до 210–220 мг С–CO2/м2 · ч в березняках стадии дефолиации и 170–190 мг С–CO2/м2 · ч в техногенных редколесьях. Эмиссия CO2 почвами техногенных редколесий и пустошей значимо отличается от фоновых уровней. Эмиссии CO2 почвами свойственна высокая пространственная изменчивость внутри биогеоценозов, снижающаяся в сосновых лесах с нарастанием загрязнения. Эмиссия CO2 (или дыхание почвы) отражает суммарную продукцию диоксида углерода в результате автотрофного (корни растений) и гетеротрофного (почвенные микроорганизмы и животные) дыхания. Впервые в регионе обнаружено уменьшение доли корневого дыхания с ростом загрязнения от 38–57% в фоновых лесах до нуля на пустошах, что свидетельствует о первоочередной гибели растительной составляющей биоценозов и сравнительной устойчивости микроорганизмов. Согласно результатам корреляционного анализа, дыхание почв и вклад в него корней прямо связаны с расстоянием от комбината, массой мелких корней, содержанием углерода и азота; обратная связь наблюдается с содержанием доступных соединений никеля и меди в почвах. Ремедиация техногенных пустошей способствовала интенсификации биологической активности почв. При этом посадки ивы с одновременным посевом трав во вновь созданный плодородный насыпной слой по активизации почвенного дыхания и вкладу в него корней более эффективны, чем в произвесткованные и удобренные загрязненные почвы (хемо-фитостабилизация).