Трансформация экосистем (), 30-47

Вариабельность запасов органического углерода в почвах и растительности Внутригорного Дагестана

Салихов Ш.К. , Яхияев М.А., Абдулагатов И.М., Маллалиев М.М.

Дана оценка взаимосвязи между почвенно-климатическими различиями и накоплением запасов почвенного органического углерода (Сорг) в почвенном покрове орографически замкнутой межгорной зоны на склонах разной экспозиции хребтов Дуцнабек и Чакулабек (Восточный Кавказ). Исследование проведено в районе Внутригорного Дагестана (1100–1250 м н.у.м.) на участках экспериментальной базы «Цудахарская» ГорБС ДФИЦ РАН в условиях заповедного режима. Работа по выявлению накопления Сорг в почвах проводилась на южном аридном (горная лугово-степная почва) и северном гумидном (горная лугово-лесная почва) склонах территории. Проективное покрытие южного склона (Дуцнабек) по сравнению с северным (Чакулабек) было ниже на 10%, видовая насыщенность – ниже на 36 единиц. Содержание Сорг в почвенном слое толщиной 40 см колебалось в пределах 1.42–2.11%, при этом на южном склоне запас органического углерода был на 45.23% ниже, чем на северном. Также на южном склоне наблюдалось меньшее накопление фитомассы: на 48.40% в зеленой массе и 65.28% в корневой. Были обнаружены значимые коррелятивные связи по шкале Чеддока между запасами углерода и показателями продуктивности фитоценоза с физическими свойствами почвы: прямая связь с влажностью и обратная – с плотностью и температурой.

Ш. К. Салихов
Прикаспийский институт биологических ресурсов ДФИЦ РАН
367000, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 45

salichov72@mail.ru

М. А. Яхияев
Прикаспийский институт биологических ресурсов ДФИЦ РАН
367000, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 45


И. М. Абдулагатов
Дагестанский государственный университет
367000, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 43а

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики РАН
367030, Россия, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, д. 39а


М. М. Маллалиев
Горный ботанический сад ДФИЦ РАН
367000, Россия, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева, д. 45

Абакумов, Е.В., Поляков, В.И., Чуков, С.Н., 2022. Подходы и методы изучения органического вещества почв углеродных полигонов России. Почвоведение 55 (7), 773–786.
Базилевич, Н.И., Титлянова, А.А., Смирнов, В.В., Родин, Л.Е., Нечаева, Н.Т., Левин, Ф.И., 1978.
Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. Мысль, Москва, СССР, 183 с.
Гасанов, Г.Н., Салихов, Ш.К., Гаджиев, К.М., Маллалиев, М.М., Шайхалова, Ж.О., Гимбатова, К.Б., 2016. Видовой состав и продуктивность луговых фитоценозов горы Маяк (Гунибское плато, республика Дагестан). Растительные ресурсы 52 (2), 214–224.
Диагностика и классификация почв Дагестана, 1982. Издательство Дагестанского филиала Академии наук СССР, Махачкала, СССР, 84 с.
Егоров, В.В., Фридланд, В.М., Иванова, Е.Н., Розов, Н.Н., Носин, В.А., Фриев, Т.А., 1997.
Классификация и диагностика почв СССР. Колос, Москва, Россия, 221 с.
Залибеков, З.Г., 2010. Почвы Дагестана. ПИБР ДНЦ РАН, Махачкала, Россия, 243 с.
Кирейчева, Л.В., Шевченко, В.А., 2020. Состояние пахотных земель Нечерноземной зоны
Российской Федерации и основные направления повышения плодородия почв. Международный
сельскохозяйственный журнал 2, 12–16.
Кремер, Н.Ш., 2009. Теория вероятностей и математическая статистика. ЮНИТИ-ДАНА, Москва,
Россия, 551 с.
Маллалиев, М.М., Асадулаев, З.М., 2014. Солярные и эдафические особенности дифференциации
парциальных флор Внутреннегорного Дагестана. Тезисы докладов 10-ой международной школы-семинара по сравнительной флористике «Сравнительная флористика: анализ видового разнообразия растений. Проблемы. Перспективы». Краснодар, Россия, 186–187.
Третьяков, Н.Н, Карнаухова, Т.В., Паничкин, Л.А., 1990. Практикум по физиологии растений.
Агропромиздат, Москва, Россия, 271 с.
ФАО, 2021. Стандартная рабочая процедура для определения органического углерода в почве.
Спектрофотометрический метод Тюрина. Электронный ресурс. URL: https://www.fao.org/3/cb4757ru/cb4757ru.pdf (дата обращения: 25.11.2024).
Чернова, О.В., Голозубов, О.М., Алябина, И.О., Щепащенко, Д.Г., 2021. Комплексный подход к
картографической оценке запасов органического углерода в почвах России. Почвоведение 3, 273–286.
Adhikari, K., Mishra, U., Owens, P.R., Libohova, Z., Wills, S.A. et al., 2020. Importance and strength of environmental controllers of soil organic carbon changes with scale. Geoderma 375, 114472. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114472
Anjum, J., Sheikh, M.A., Tiwari, A., Sharma, S., Kumari, B., 2022. Carbon sequestration: an Approach to sustainable environment. In: Malik, J.A. (ed.), Microbial and Biotechnological Interventions in Bioremediation and Phytoremediation. Springer, Cham, Germany, 425–444. https://doi.org/10.1007/978-3-031-08830-8_18
Bossio, D.A., Cook-Patton, S.C., Ellis, P.W., Fargione, J., Sanderman, J. et al., 2020. The role of soil carbon in natural climate solutions. Nature Sustainability 3 (5), 391–398. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0491-z
Bradford, M.A., Wieder, W.R., Bonan, G.B., Fierer, N., Raymond, P.A., 2016. Managing uncertainty in soil carbon feedbacks to climate change. Nature Climate Change 6 (8), 751–758. https://doi.org/10.1038/nclimate3071
Broderick, C.M., Wilkins, K., Smith, M.D., Blair, J.M., 2022. Climate legacies determine grassland responses to future rainfall regimes. Global Change Biology 28 (8), 2639–2656. https://doi.org/10.1111/gcb.16084
Burnett, B.N., Meyer, G.A., McFadden, L.D., 2008. Aspect-related microclimatic influences on slope forms and processes, northeastern Arizona. Journal of Geophysical Research: Earth Surface 113, F03002. https://doi.org/10.1029/2007jf000789
Chestnykh, O.V., Grabovskiy, V.I., Zamolodchikov, D.G., 2022. Estimate of the soil carbon stock of forested regions in Russia using databases of soil properties. Contemporary Problems of Ecology 15, 731–740. https://doi.org/10.1134/S1995425522070071
De Anta, R.C., Luís, E., Febrero-Bande, M., Galiñanes, J., Macías, F., Ortíz, R., Casás, F., 2020.
Soil organic carbon in peninsular Spain: Influence of environmental factors and spatial distribution. Geoderma 370, 114365. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114365
Dong, X., Liu, C., Ma, D., Wu, Y., Man, H. et al., 2021. Organic carbon mineralization and bacterial community of active layer soils response to short-term warming in the Great Hing’an Mountains of Northeast China. Frontiers in Microbiology 12, 802213. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.802213
Gerke, J., 2022. The central role of soil organic matter in soil fertility and carbon storage. Soil Systems 6 (2), 33. https://doi.org/10.3390/soilsystems6020033
Husniev, I., Romanenkov, V., Minakova, O., Krasilnikov, P., 2020. Modelling and prediction of organic carbon dynamics in arable soils based on a 62-year field experiment in the Voronezh region, European Russia. Agronomy 10 (10), 1607. https://doi.org/10.3390/agronomy10101607
Jia, R., Zhou, J., Chu, J.C., Shahbaz, M., Yang, Y.D. et al., 2022. Insights into the associations between soil quality and ecosystem multifunctionality driven by fertilization management: A case study from the North China plain. Journal of Cleaner Production 362, 132265. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132265
Lal, R., 2004. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security. Science 304 (5677), 1623–1627. https://doi.org/10.1126/science.1097396
Lozano-García, B., Parras-Alcántara, L., Brevik, E.C., 2016. Impact of topographic aspect and vegetation (native and reforested areas) on soil organic carbon and nitrogen budgets in Mediterranean natural areas. Science of The Total Environment544, 963–970. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.12.022
Mirchooli, F., Kiani-Harchegani, M., Darvishan, A.K., Falahatkar, S., Sadeghi, S.H., 2020. Spatial distribution dependency of soil organic carbon content to important environmental variables.
Ecological Indicators 116, 106473. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106473
Skadell, L.E., Schneider, F., Gocke, M.I., Guigue, J., Amelung, W. et al., 2023. Twenty percent of agricultural management effects on organic carbon stocks occur in subsoils-results of ten longterm experiments. Agriculture, Ecosystems & Environment 356, 108619. https://doi.org/10.1016/j.agee.2023.108619
Waheed, M., Haq, S.M., Arshad, F., Bussmann, R.W., Iqbal, M., Bukhari, N.A., Hatamleh, A.A., 2022.
Grasses in semi-arid lowlands – community composition and spatial dynamics with special regard to the influence of edaphic factors. Sustainability 14 (22), 14964. https://doi.org/10.3390/su142214964
Wan, Q., Zhu, G., Guo, H., Zhang, Y., Pan, H., Yong, L., Ma, H., 2019. Influence of vegetation coverage and climate environment on soil organic carbon in the Qilian Mountains. Scientific reports 9 (1), 17623. https://doi.org/10.1038/s41598-019-53837-4
Xu, L, He, N.P., Yu, G.R., Wen, D, Gao, Y., He, H.L., 2015. Differences in pedotransfer functions of bulk density lead to high uncertainty in soil organic carbon estimation at regional scales: Evidence from Chinese terrestrial ecosystems. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 120 (8): 1567–1575. https://doi.org/10.1002/2015JG002929
Yang, J., El-Kassaby, Y.A., Guan, W., 2020. The effect of slope aspect on vegetation attributes in a mountainous dry valley, Southwest China. Scientific Reports 10, 16465 https://doi.org/10.1038/s41598-020-73496-0
Yigini, Y., Panagos, P., 2016. Assessment of soil organic carbon stocks under future climate and land cover changes in Europe. Science of The Total Environment 557–558, 838–850. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.03.085
Zapata-Rios, X., Brooks, P.D., Troch, P.A., McIntosh, J., Guo, Q., 2016. Influence of terrain aspect on water partitioning, vegetation structure and vegetation greening in high-elevation catchments in northern New Mexico. Ecohydrology 9, 782–795. https://doi.org/10.1002/eco.1674
Zhong, Z., Wu, S., Lu, X., Ren, Z., Wu, Q. et al., 2021. Organic carbon, nitrogen accumulation, and soil aggregate dynamics as affected by vegetation restoration patterns in the Loess Plateau of China. Catena 196, 104867. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104867
Zhou, Y., Chen, S., Zhu, A.X., Hu, B., Shi, Z., Li, Y., 2021. Revealing the scale-and location-specific controlling factors of soil organic carbon in Tibet. Geoderma 382, 114713. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114713