2023 Трансформация экосистем 6 (2), 49-63
Особенности профильного распределения и запасы биогенных элементов в осушенных торфяных почвах
Дубровина И.А.
DOI: https://doi.org/10.23859/estr-220601Том: 6
Номер: 2
Страницы: 49-63
Дата поступления в редакцию: 01.06.2022
Дата принятия к печати: 04.07.2022
Дата онлайн-публикации: 19.05.2023
Дата выхода номера: 15.06.2023
ISSN 2619-094X Print
ISSN 2619-0931 Online
Исследовано профильное распределение и запасы органического углерода, общего азота и фосфора, соотношение С/N, рНKCl, плотность сложения в осушенном торфяном массиве (Южная Карелия, Фенноскандия) для оценки влияния длительного сельскохозяйственного использования под луговой растительностью на почвы различного строения и мощности. Наибольшая степень разложения торфа отмечена в мелких торфяно-глеевых почвах. Практически во всех почвах в верхней части профиля наблюдается повышенное содержание азота и фосфора, и, напротив, более низкое содержание углерода и соотношение С/N. В торфяных эутрофных почвах и торфоземах запасы углерода в метровом слое близки и составляют порядка 700 т/га. Запасы общего азота зависят от степени минерализации органического вещества и последовательно снижаются с 24 т/га в торфяных эутрофных до 13 т/га в минерально-торфяных почвах. Запасы валового фосфора значительно выше в торфяно-глеевых почвах (5.5 т/га) и торфоземах (7.4 т/га), по сравнению со слабонарушенными торфяными эутрофными почвами (3.2 т/га). В торфяных эутрофных почвах и торфоземах все исследованные показатели имеют довольно близкие значения глубже 40 см, что обусловлено более высокой степенью увлажнения глубоких слоев торфяника.
Инна Александровна Дубровина
Институт биологии КарНЦ РАН
185910, Россия, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, д. 11
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
vorgo@mail.ru
Агроклиматические ресурсы Карельской АССР, 1974. Бугинова, Г.И. (ред.). Гидрометеоиздат, Ленинград, СССР, 115 с.
Вомперский, С.Э., Сирин, А.А., Цыганова, О.П., Валяева, Н.А., Майков, Д.А., 2005. Болота и заболоченные земли России: попытка анализа пространственного распределения и разнообразия. Известия РАН. Серия географическая 5, 21–33.
Дубровина, И.А., 2009. Почвенный покров Корзинской низины в новой классификации почв России. В: Красильников, П.В. (ред.), Экология и география почв. Институт биологии КарНЦ РАН, Петрозаводск, Россия, 91–104.
Дубровина, И.А., 2018. Изменение содержания общего углерода, азота и фосфора в почвах таежной зоны Республики Карелия при сельскохозяйственном использовании. Вестник Томского государственного университета. Биология 41, 27–41. https://doi.org/10.17223/19988591/41/2
Дубровина, И.А., Богданова, Т.В., 2016. Корзинский научный стационар – полвека на службе науке. Труды Карельского научного центра РАН 6, 3–15. https://doi.org/10.17076/eb273
Елина, Г.А., 1977. Типы болот Шуйской равнины. В: Пьявченко, Н.И. (ред.), Стационарное изучение болот и заболоченных лесов в связи с мелиорацией. КФ АН СССР, Петрозаводск, СССР, 5–19.
Ефремова, Т.Т., Овчинникова, Т.М., 2007. Оценка методами многомерной статистики состояния органического вещества осушенных торфяных почв в связи с условиями среды. Почвоведение 12, 1452–1462.
Кудеяров, В.Н., 2015. Современное состояние углеродного баланса и предельная способность почв к поглощению углерода на территории России. Почвоведение 9, 1049–1060. https://doi.org/10.7868/S0032180X15090087
Лученок, Л.Н., 2020. Азотный режим торфяных почв Беларуси. Агрохимия 6, 41–47. https://doi.org/10.31857/S0002188120060071
Молчанов, А.Г., Суворов, Г.Г., Ильясов, Д.В., Сирин, А.А., 2020. Потоки диоксида углерода при разном режиме использования сенокоса на осушенной торфяной почве. Агрохимия 9, 48–64. https://doi.org/10.31857/S0002188120090094
Суворов, Г.Г., Чистотин, М.В., Сирин, А.А., 2015. Потери углерода при добыче торфа и сельскохозяйственном использовании
осушенного торфяника в Московской области. Агрохимия 11, 51–62.
Теории и методы физики почв, 2007. Шеин, Е.В., Карпачевский, Л.О. (ред.). Гриф и К, Москва, Россия, 616 с.
Теория и практика химического анализа почв, 2006. Воробьева, Л.А. (ред.). ГЕОС, Москва, Россия, 400 с.
Чернова, О.В., Рыжова, И.М., Подвезенная, М.А., 2018. Влияние исторических и региональных особенностей землепользования на величину и структуру запасов углерода в южной тайге и лесостепи европейской России. Почвоведение
6, 747–758. https://doi.org/10.7868/S0032180X18060114
Шишов, Л.Л., Тонконогов, В.Д., Лебедева, И.И., Герасимова, М.И., 2004. Классификация и диагностика почв России. Ойкумена, Смоленск,Россия, 342 с.
Berglund, Ö., Berglund, K., Jordan, S., Norberg, L., 2019. Carbon capture efficiency, yield, nutrient uptake and trafficability of different grass species on a cultivated peat soil. Catena 173, 175–182. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.10.007
Deru, J.G.C., Bloem, J., de Goede, R., Keidel, H., Kloen, H. et al., 2018. Soil ecology and ecosystem services of dairy and semi-natural grasslands on peat. Applied Soil Ecology 125, 26–34. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.12.011
Frolking, S., Talbot, J., Jones, M.C., Treat, C.C., Kauffman, J.B., Tuittila, E.-S., Roulet, N., 2011.
Peatlands in the Earth’s 21st century climate system. Environmental Reviews 19, 371–396. https://doi.org/10.1139/a11-014
Gorham, E., 1991. Northern Peatlands: role in carbon cycle and probable responses to climatic warming. Ecological Applications 1 (2), 182–195. https://doi.org/10.2307/1941811
Grønlund, A., Hauge, A., Hovde, A., Rasse, D.P., 2008. Carbon loss estimates from cultivated peat soils in Norway: a comparison of three methods. Nutrient Cycling in Agroecosystems 81 (2), 157–167. https://doi.org/10.1007/s10705-008-9171-5
Holden, J., Chapman, P.J., Labadz, J.C., 2004. Artificial drainage of peatlands: hydrological and hydrochemical process and wetland
restoration. Progress in Physical Geography: Earth and Environment 28 (1), 95–123. https://doi.org/10.1191/0309133304pp403ra
Joosten, H., Clarke, D., 2002. Wise use of mires and peatlands. Background and principles including a framework for decision making. International Mire Conservation Group and International Peat Society, Saarijärvi, Finland, 324 p.
Koskinen, M., Sallantaus, T., Vasander, H., 2011. Post-restoration development of organic carbon and nutrient leaching from two ecohydrologically different peatland sites. Ecological Engineering 37 (7), 1008–1016. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2010.06.036
Krüger, J.P., Alewell, C., Minkkinen, K., Szidat, S., Leifeld, J., 2016. Calculating carbon changes in peat soils drained for forestry with four different profile-based methods. Forest Ecology and Management 381, 29–36. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2016.09.006
Leiber-Sauheitl, K., Fuss, R., Voigt, С., Freibauer, A., 2014. High CO2 fluxes from grassland on Histic Gleysol along soil carbon and drainage gradients. Biogeosciences 11, 749–761. https://doi.org/10.5194/bg-11-749-2014
Liimatainen, M., Voigt, C., Martikainen, P.J., Hytönen, J., Regina, K., Óskarsson, H., Maljanen, M., 2018. Factors controlling nitrous
oxide emissions from managed northern peat soils with low carbon to nitrogen ratio. Soil Biology and Biochemistry 122, 186–195. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.04.006
Limpens, J., Berendse, F., Blodau, C., Canadell, J., Freeman, C. et al., 2008. Peatlands and the carbon cycle: from local processes to global implications – a synthesis. Biogeosciences 5, 1475–1491. https://doi.org/10.5194/bg-5-1475-2008
Maljanen, M., Sigurdsson, B.D., Guðmundsson, J., Óskarsson, H., Huttunen, J.T., Martikainen, P.J., 2010. Greenhouse gas balances of managed peatlands in the Nordic countries – present knowledge and gaps. Biogeosciences 7, 2711–2738. https://doi.org/10.5194/bg-7-2711-2010
Säurich, A., Tiemeyer, B., Don, A., Fiedler, S., Bechtold, M., Amelung, W., Freibauer, A., 2019. Drained organic soils under agriculture – The more degraded the soil the higher the specific basal respiration. Geoderma 355, 1–12. https://doi. org/10.1016/j.geoderma.2019.113911
Schwalm, M., Zeitz, J., 2015. Concentrations of dissolved organic carbon in peat soils as influenced by land use and site characteristics – A lysimeter study. Catena 127, 72–79. https://doi.org/10.1016/j.catena.2014.12.007
Shenker, M., Seitelbach, S., Brand, S., Haim, A., Litaor, M.I., 2005. Redox reactions and phosphorus release in re-floodedsoils of an altered wetland. European Journal of Soil Science 56, 515–525. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2004.00692.x
Šlepetienė, A., Šlepetys, J., Liaudanskienė, I., 2010. Chemical composition of differently used Terric Histosol. Zemdirbystė-Agriculture 97 (2), 25‒32.
Strack, M., 2008. Peatlands and Climate Change. International Peat Society, Jyväskylä, Finland, 223 p.
Tubiello, F.N., Biancalani, R., Salvatore, M., Rossi, S., Conchedda, G., 2016. A worldwide assessment of greenhouse gas emissions from drained organic soils. Sustainability 8 (4), 1–13. https://doi.org/10.3390/su8040371
Turunen, J., Tomppo, E., Tolonen, K., Reinikainen, A., 2002. Estimating carbon accumulation rates of undrained mires in Finland – application to boreal and subarctic regions. The Holocene 12 (1), 69–80. https://doi.org/10.1191/0959683602hl522rp
Wang, Y., Paul, S.M., Jocher, M., Espic, C., Alewell, C., Szidat, S., Leifeld, J., 2021. Soil carbon loss from drained agricultural peatland
after coverage with mineral soil. Science of the Total Environment 800, 149498. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149498
Wang, Z., Liu, S., Huang, C., Liu, Y., Bu, Z., 2017. Impact of land use change on profile distributions of organic carbon fractions in peat and mineral soils in Northeast China. Catena 152, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.catena.2016.12.022
Wiesmeier, M., von Lutzow, M., Sporlein, P., Geuss, U., Hangen, E. et al., 2015. Land use effects on organic carbon storage in soils of
Bavaria: the importance of soil types. Soil & Tillage Research 146, 296–302. https://doi.org/10.1016/j.still.2014.10.003
Wilson, D., Blain, D., Couwenberg, J., Evans, C.D., Murdiyarso, D. et al., 2016. Greenhouse gas emission factors associated with rewetting of organic soils. Mires and Peat 17, 1–28. https://doi. org/10.19189/MaP.2016.OMB.222
World Reference Base for Soil Resources, 2014. IUSS Working Group WRB, World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome, Italy, 181 p.
Wüst-Galley, C., Mössinger, E., Leifeld, J., 2016. Loss of the soil carbon storage function of drained forested peatlands. Mires and Peat 18, 1–22. https://doi.org/10.19189/MaP.2015.OMB.189
Yli-Halla, M., Lötjönen, T., Kekkonen, J., Virtanen, S., Marttila, H. et al., 2022. Thickness of peat influences the leaching of substances and greenhouse gas emissions from a cultivated organic soil. Science of the Total Environment 806, 150499. https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2021.150499
Ключевые слова: осушенные торфяники, изменение землепользования, запасы, органический углерод, общий азот, общий фосфор, луговая растительность
Для цитирования: Дубровина, И.А., 2023. Особенности профильного распределения и запасы биогенных элементов в осушенных торфяных почвах. Трансформация экосистем 6 (2), 49–63. https://doi.org/10.23859/estr-220601