Биологическая активность горных почв Западного Кавказа после сведения леса
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-5-119-132Ключевые слова:
антропогенное воздействие, рубка леса, экологическое состояние, биологическая диагностика, биоиндикаторы, ферментативная активность, горные почвы, Западный КавказАннотация
Проведено исследование комплекса показателей, характеризующих экологическое состояние лесных почв гор Северо-Западного Кавказа под широколиственными и смешанными лесами. Цель исследования состояла в оценке изменения биологической активности почв разного генезиса после сведения леса. Объектами изучения были дерново-карбонатные, серые лесные и серые лесостепные почвы лесных и нарушенных экосистем Республики Адыгеи на высотах от 500 до 1635 м над ур. м. Рассматривали участки вырубок с разным возрастом после сведения леса – от 10 до 40 лет. Анализируемые показатели: содержание общего и активного углерода, активность почвенных ферментов (каталаза, инвертаза, дегидрогеназа, уреаза, фосфатаза), численность бактерий, а также интегральный показатель биологических свойств почвы. Оценивали сопряженность этих показателей с гидротермическими условиями, плотностью почвы, сопротивлением пенетрации, реакцией среды, гидролитической кислотностью, суммой поглощенных оснований и другими параметрами почв. Уровень биологической активности почв вырубок низкогорий Адыгеи зависит от рельефа и сроков восстановления после сведения леса. Даже после нескольких десятилетий возобновления древесной растительности на склонах 12–15° не происходит полного возврата биологической активности до значений серых лесных почв фоновой лесной территории. Через 40 лет после рубки леса интегральный показатель биологических свойств серой лесной почвы все еще на 17 % меньше, чем на контрольном участке. Биологическая активность послелесных почв может изменяться по 3 основным направлениям. На крутых склонах при сильном нарушении почвенно-растительного покрова при работе тяжелой техники интегральный показатель биологических свойств почв уменьшается на 25–40 % и более без тенденции к восстановлению. При среднем уровне нарушений на участках с незначительными уклонами после первоначального снижения показателей почв следует их восстановление до контрольных значений. Восстановительные сукцессии с интенсивным развитием травянистой флоры и дернового процесса при слабом нарушении могут привести к увеличению биологической активности выше контрольных значений уже через 2–3 года. Комплексные биодиагностические исследования с использованием интегрального показателя биологического состояния почвы выявили в целом повышенную устойчивость почв низкогорий (серых лесных и лесостепных) по сравнению с почвами среднегорий Адыгеи (дерново-карбонатными почвами). Основным фактором деградации, снижающим биологическую активность нарушенных рубкой почв, является эрозия.
Скачивания
Библиографические ссылки
Вилкова В.В., Казеев К.Ш., Шхапацев А.К., Колесников С.И. Реакция ферментативной активности почв ксерофитных лесов черноморского побережья Кавказа на пирогенное воздействие // Арид. экосистемы. 2022. Т. 28, No 1 (90). С. 107–114. Vilkova V.V., Kazeev K.Sh., Shkhapatsev A.K., Kolesnikov S.I. Reaction of the Enzymatic Activity of Soils of Xerophytic Forests of the Black Sea Coast in the Caucasus to the Pyrogenic Impact. Aridnye ekosistemy = Arid Ecosystems, 2022, vol. 28, no. 1 (90), pp. 107–114. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/1993-3916-2022-1-107-114
Горобцова О.Н., Улигова Т.С., Гедгафова Ф.В., Темботов Р.Х., Хакунова Е.М. Биологическая активность почв в поясе широколиственных лесов Центрального Кавказа // Лесоведение. 2021. No 1. С. 78–92. Gorobtsova O.N., Uligova T.S., Gedgafova F.V., Tembotov R.H., Khakunova E.M. Biological Activity of Soils of the Deciduous Forests Belt in Central Caucasus. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2021, no. 1, pp. 78–92. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0024114821010046
Горобцова О.Н., Улигова Т.С., Темботов Р.Х., Хакунова Е.М. Оценка уровня биологической активности агрогенных и естественных черноземов Кабардино-Балкарии // Почвоведение. 2017. No 5. С. 614–623. Gorobtsova O.N., Uligova T.S., Tembotov R.K., Khakunova E.M. Assessment of Biological Activity in Agrogenic and Natural Chernozems of Kabardino-Balkaria. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science, 2017, vol. 50, pp. 589–596. (In Russ.). https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-1-25-34
Дегтярева Т.В., Караев Ю.И., Лиховид А.А., Лысенко А.В. Микроэлементный состав дерново-карбонатных почв Северо-Западного Кавказа // Устойчивое развитие гор. территорий. 2021. Т. 13, No 1 (47). С. 25–34. Degtyareva T.V., Karaev Yu.I., Likhovid A.A., Lysenko A.V. Microelement Composition of Sod-Carbonate Soils of the North-West Caucasus. Ustojchivoe razvitie gornykh territorij = Sustainable Development of Mountain Territories, 2021, vol. 13, no. 1 (47), pp. 25–34. (In Russ.) https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-1-25-34
Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем. Ростов н/Д.: ЮФУ, 2016. 356 с. Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Akimenko Yu.V., Dadenko E.V. The Methods for Biodiagnostics of Terrestrial Ecosystems. Rostov-on-Don, Southern Federal University Publ., 2016. 356 p. (In Russ.).
Казеев К.Ш., Солдатов В.П., Шхапацев А.К., Шевченко Н.Е., Грабенко Е.А., Ермолаева О.Ю., Колесников С.И. Изменение свойств дерново-карбонатных почв после сплошной рубки в хвойно-широколиственных лесах Северо-Западного Кавказа // Лесоведение. 2021. Т. 4, No 4. С. 426–436. Kazeev K.Sh., Soldatov V.P., Shkhapatsev A.K., Shevchenko N.Ye., Grabenko Ye.A., Ermolaeva O.Yu., Kolesnikov S.I. Changes in the Properties of Calcareous Soils after Clearcutting in the Coniferous-Deciduous Forests of the Northwestern Caucasus. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2021, no. 4, pp. 426–436. https://doi.org/10.31857/S0024114821040069
Минкина Т.М., Манджиева С.С., Чаплыгин В.А., Назаренко О.Г., Максимов А.Ю., Замулина И.В., Бурачевская М.В., Сушкова С.Н. Аккумуляция тяжелых металлов разнотравной степной растительностью по данным многолетнего мониторинга // Арид. экосистемы. 2018. Т. 24, No 3 (76). С. 43–55. Minkina T.M., Mandzhieva S.S., Chaplygin V.A. Nazarenko O.G., Maksimov A.Yu., Zamulina I.V., Burachevskaya M.V., Sushkova S.N. Accumulation of Heavy Metals by Forb Steppe Vegetation According to Long-Term Monitoring Data. Aridnye ekosistemy = Arid Ecosystems, 2018, vol. 24, no. 3 (76), pp. 43–55. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S2079096118030058
Нижельский М.С., Казеев К.Ш., Вилкова В.В., Колесников С.И. Ингибирование ферментативной активности чернозема обыкновенного газообразными продуктами горения растительных материалов // Почвоведение. 2022. No 6. С. 728–736. Nizhelskiy M.S., Kazeev K.Sh., Vilkova V.V., Kolesnikov S.I. Inhibition of Enzymatic Activity of Ordinary Chernozem by Gaseous Products of Plant Matter Combustion. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science, 2022. vol. 55, pp. 802–809. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S1064229322060096
Никитин Д.А., Семенов М.В., Чернов Т.И., Ксенофонтова Н.А., Железова А.Д., Иванова Е.А., Хитров Н.Б., Степанов А.Л. Микробиологические индикаторы экологических функций почв (обзор) // Почвоведение. 2022. No 2. С. 228–243. https://doi.org/10.31857/S0032180X22020095 Nikitin D.A., Semenov M.V., Chernov T.I., Ksenofontova N.A., Zhelezova A.D., Ivanova E.A., Khitrov N.B., Stepanov A.L. Microbiological Indicators of Soil Ecological Functions: A Review. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science, 2022, vol. 55, pp. 221–234. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0032180X22020095
Осинцева М.А., Милентьева И.С., Голубцова Ю.В. Физико-химический анализ почвенного покрова техногенно нарушенных территорий Кузбасса // Устойчивое развитие гор. территорий. 2022. Т. 14, No 2 (52). С. 252–262. Osintseva M.A., Melentyeva I.S., Golubtsova Yu.V. Physico-Chemical Analysis of the Soil Cover of Technogenically Disturbed Territories of Kuzbass. Ustojchivoe razvitie gornykh territorij = Sustainable Development of Mountain Territories, 2022, vol. 14, no. 2 (52), pp. 252–262. (In Russ.). https://doi.org/10.21177/1998-4502-2022-14-2-252-262
Солдатов В.П., Шхапацев А.К., Казеев К.Ш., Харитонова Т.Д., Казеев Д.К., Колесников С.И. Динамика изменения активности ферментов в почвах Адыгеи с разной степенью нарушения после сведения леса // Изв. вузов. Сев.-Кавказ. регион. Естеств. науки. 2020. No 4. С. 105–111. Soldatov V.P., Shkhapatsev A.K., Kazeev K.Sh., Kharitonova T.D., Kazeev D.K., Kolesnikov S.I. Dynamics of Enzyme Activity Change in Soils of Adygea with Various Degrees of Disturbance after Forest Reduction. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Estestvennye nauki = Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science, 2020, no. 4, pp. 105–111. (In Russ.). https://doi.org/10.18522/1026-2237-2020-4-105-111
Сушкова С.Н., Минкина Т.М., Манджиева С.С., Тюрина И.Г., Васильева Г.К., Кизилкая Р. Мониторинг содержания бенз (а)пирена в почвах под влиянием многолетнего техногенного загрязнения // Почвоведение. 2017. No 1. С. 105–116. https://doi.org/10.7868/S0032180X17010142 Sushkova S.N., Minkina T.M., Mandzhieva S.S., Deryabkina I.G., Vasil’eva G.K., Kızılkaya R. Dynamics of Benzo[α]pyrene Accumulation in Soils under the Influence of Aerotechnogenic Emissions. Pochvovedenie = Eurasian Soil Science, 2017, vol. 50, pp. 95–105. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S1064229317010148
Шевченко Н.Е., Кузнецова А.И., Тебенькова Д.Н., Смирнов В.Э., Гераськина А.П., Горнов А.В., Грабенко Е.А., Тихонова Е.В., Лукина Н.В. Сукцессионная динамика растительности и запасы почвенного углерода в хвойно-широколиственных лесах Северо-Западного Кавказа // Лесоведение. 2019. No 3. С. 163–176. Shevchenko N.E., Kuznetsova A.I., Teben’kova D.N., Smirnov V.E., Geras’kina A.P., Gornov A.V., Grabenko E.A., Tikhonova E.V., Lukina N.V. Succession Dynamics of Vegetation and Storages of Soil Carbon in Mixed Forests of Northwestern Caucasus. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2019, no. 3, pp. 163–176. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0024114819030082
Burachevskaya M., Mandzhieva S., Bauer T., Minkina T., Rajput V., Chaplygin V., Fedorenko A., Chernikova N., Zamulina I., Kolesnikov S., Sushkova S., Perelomov L. The Effect of Granular Activated Carbon and Biochar on the Availability of Cu and Zn to Hordeum sativum Distichum in Contaminated Soil. Plants, 2021, vol. 10, no. 5, art. no. 841. https://doi.org/10.3390/plants10050841
Cao R., Yang W., Chang C., Wang Z., Wang Q., Li H., Tan B. Differential Seasonal Changes in Soil Enzyme Activity along an Altitudinal Gradient in an Alpine-Gorge Region. Applied Soil Ecology, 2021, vol. 166, art. no. 104078. https://doi.org/10.1016/j.ap-soil.2021.104078
Huang H., Tian D., Zhou L., Su H., Ma S., Feng Y., Tang Z., Zhu J., Ji C., Fang J. Effects of Afforestation on Soil Microbial Diversity and Enzyme Activity: A Meta-Analysis. Geoderma, 2022, vol. 423, art. no. 115961. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115961
Kozun Yu.S., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Climatic Gradients of Biological Properties of Zonal Soils of Natural Lands. Geoderma, 2022, vol. 425, art. no. 116031. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.116031
Luo L., Meng H., Gu J.D. Microbial Extracellular Enzymes in Biogeochemical Cycling of Ecosystems. Journal of Environmental Management, 2017, vol. 197, pp. 539–549. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.04.023
Minnikova T., Ruseva A., Kolesnikov S. Assessment of Ecological State of Soils Contaminated by Petroleum Hydrocarbons after Bioremediation. Environmental Processes, 2022, vol. 9, art. no. 49. https://doi.org/10.1007/s40710-022-00604-9
Minnikova T., Kolesnikov S., Evstegneeva N., Timoshenko A., Tsepina N. Estimation of the Enzymatic Activity of Haplic Chernozem under Contamination with Oxides and Nitrates of Ag, Bi, Te and Tl. Agronomy, 2022, vol. 12, no. 9, art. no. 2183. https://doi.org/10.3390/agronomy12092183
Thiele-Bruhn S., Schloter M., Wilke B.-M., Beaudette L.A., Martin-Laurent F., Cheviron N., Mougin C., Römbke J. Identification of New Microbial Functional Standards for Soil Quality Assessment. SOIL, 2020, vol. 6, iss. 1, pp. 17–34. https://doi.org/10.5194/soil-6-17-2020
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 А.К. Шхапацев, К.Ш. Казеев, Ю.С. Козунь, В.П. Солдатов, А.Н. Федоренко, В.В. Вилкова (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
