Баланс углерода в лесных почвах (БУЛП) исследовался на основе геостатистической процессной модели “BIGIN” (Biosphere Greenhousegas Inventory). Потепление в базовый период времени (1990 ± 5 гг.) в бореальных лесах инициирует сдвиг БУЛП в сторону его уменьшения, т. е. усиления эмиссии СО₂. В горизонте “О” уменьшение БУЛП составляет минус 101.4 МтС^[1]. Потепление климата на 1.5 °C и 3 °C вызовет дальнейшее уменьшение БУЛП на 345.7 МтС и 691.4 МтС, соответственно. В умеренно теплых лесах потепление климата инициирует формирование положительного БУЛП, т. е. увеличение поглощения СО₂. В горизонте “О” почв умеренно теплых лесов потепление климата в базовый период и в дальнейшем приводит к развитию положительного БУЛП, т. е. накоплению углерода 62.4 МтС, 212.8 МтС и 425.4 МтС соответственно. Положительные изменения БУЛП в бореальных и умеренно теплых лесах в исследованном интервале температур отмечены в горизонте “А1” (7.3 МтС, 24.9 МтС и 49.8 МтС) и горизонте “Вh” (14.1 МтС, 48.0 МтС, 96.2 МтС). В обоих типах лесов потепление климата инициирует суммарный отрицательный БУЛП (минус 17.6 МтС). Дальнейшее потепление климата на 1.5 °C и 3.0 °C приведет к уменьшению БУЛП на минус 60.0 МтС и минус 120.0 МтС. Это составит 4%, 13% и 27% от совокупного годового выброса РФ в 2020 г. Отрицательный БУЛП не является показателем усиления СО₂ эмиссии. Окончательный вывод о СО₂ эмиссии/поглощении можно сделать только при анализе лесной экосистемы при проведении сопряженного анализа “почва–древостой”. Погрешность оценки БУЛП в органо-профиле почв в базовый период составляет ± 23.0 MтC при уровне достоверности P = 0.67 и ± 47 MтC при уровне достоверности P = 0.95. При повышении температуры на 1.5 °C погрешность составит ± 80.0 МтС и ± 160.0 МтС при уровнях достоверности Р = 0.67 и Р = 0.95 соответственно. Величина ошибки БУЛП при повышении температуры на 3.0 °C составит ± 160.0 МтС и ± 320.0 МтС при уровнях достоверности Р = 0.67 и Р = 0.95 соответственно.

[1] Миллион тонн углерода

Проблема почвенного и биологического разнообразия болотных экосистем в условиях долговременного многообразного антропогенного воздействия изучалась в одном из наиболее интенсивно техногенно трансформированных районов Шатурской Мещеры, прилегающем с севера к Шатурской ГРЭС вдоль трассы Керва – Долгуша – Северная Грива. Шатурские болота на протяжении более ста лет находились под влиянием осушения, торфодобычи, пожаров, попыток создания сельскохозяйственных угодий, вторичного обводнения и загрязнения, источниками которого являются ГРЭС, транспорт, стоки из поселков. В настоящее время био- и педоразнообразие вторичных экосистем существенно повысилось по сравнению с ненарушенными болотами. На месте болот в ряде случаев возникли вторичные луговые, травяно-кустарниковые сообщества, мелколиственные леса, сухие редины. Сохранившиеся болота испытывают устойчивую эвтрофикацию, приводящую к формированию мезотрофных и эвтрофных фитоценозов и, соответственно, торфяных мезотрофных и олиготрофных вторично эвтрофных почв. Несколько повышает долю эвтрофных болот и заболачивание мелководных озер, которые на начальном этапе торфодобычи использовались для складирования древесных отходов. Отмеченное в литературе явление вторичной олиготрофизации нарушенных болот Мещеры в исследованном районе не наблюдается из-за значительной антропогеннной нагрузки. Для сохранения локальной флоры олиготрофных болот большое значение имеют краевые участки обводненных карьеров и перемычки с невыработанной торфяной залежью. Увеличению педоразнообразия способствовало сельскохозяйственное освоение осушенных земель под выращивание многолетних трав, в результате которого сформировались торфоземы и агроторфяно-глеевые почвы. 

В статье рассматриваются возможности использования фотографий, получаемых при использовании краудсорсинговых технологий для оперативной инвентаризации пахотных почв. Объектом исследования выступает спектральная отражательная способность открытой поверхности пахотных почв тестовых участков, измеренная с помощью спектрорадиометра HandHeld-2, регистрирующего отражение в диапазоне 325–1 075 нм, и их изображение на фотографиях, полученных обычными фотокамерами. Тестовые участки расположены в Тульской, Московской и Тверской областях. Почвы тестовых участков – дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы выщелоченные. На основе анализа фотографий поверхности и информации, полученной с помощью спектрорадиометра, был рассчитан набор спектральных параметров в цветовых системах RGB, YMC и HSI, а также их соотношения (45 параметров). Данные параметры использовались для разделения анализируемых типов почв с помощью деревьев классификации. Точность классификации по результатам валидации варьирует в пределах 63–100%. При этом параметры цветовых систем HSI и YMC оказались более информативны, чем параметры цветовой системы RGB. Установленные правила классификации в дальнейшем могут применяться для определения классификационного положения почв по изображениям, собранным с помощью краудсорсинговых технологий.

В условиях длительного стационарного опыта изучены элементный состав и структура гуминовых кислот дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья при длительном применении органической, минеральной и органоминеральной систем удобрения. Минеральные удобрения способствовали формированию гуминовых кислот с повышенным содержанием алифатических компонентов, отношением Н : С = 1.45 и высокой степенью окисленности (w = 0.41). Низкое содержание азота в гуминовых кислотах (от 2.0 до 2.6 ат. %), при различных системах удобрения связано, прежде всего, с его низким содержанием в растительной биомассе возделываемых в севообороте культур. Органическая система удобрения привела к обогащению структурных агрегатов гуминовых кислот ароматическими группами и азотом. Высокая интенсивность поглощения группы >С=О карбоновых кислот в области 1 717 см^-1 и двойных связей углеродных атомов при 1 627 см^-1 подтверждает это положение. Наибольшее количество карбоксильных групп в своем составе имеют гуминовые кислоты варианта “навоз 10 т/га” и “навоз 5 т/га + экв. NPK”. Наиболее слабо колебания группы >С=О карбоновых кислот выражены в гуминовых кислотах почвы при минеральной системе удобрения.Варианты с органоминеральной системой удобрения занимают промежуточное положение по содержанию в гуминовых кислотах основных конституционных элементов. По данным термографического анализа при длительном применении минеральных удобрений отношение потери массы в низкотемпературной области к потере массы в высокотемпературной области (Z) около 0,9, т. е. в структуре гуминовых кислот увеличивается доля компонентов алифатической природы, по сравнению с таковой в неудобренной или унавоженной почвой.

Установлены основные направления генезиса плакорных почв Ишимской степи в зависимости от их хозяйственного использования (пашня, лесополоса, залежь) в течение 1950-х – 2020-х гг. В пределах исследуемого региона диагностированы почвы на различных по характеру использования угодьях. Показано, что региональной морфогенетической особенностью всех плакорных почв является темная языковатость, которая отражается на их классификационном статусе выделением одноименного подтипа. В преобладающих по площади агроземах выявлена дифференциация агротемногумусового горизонта на два подгоризонта под влиянием плоскорезной обработки. Определены признаки постагрогенной трансформации почв, происходящей под лесополосами и под залежами с травянистой растительностью. Постагрогенные почвы характеризуются зернисто-комковатой структурой, более высокими запасами гумуса и общего азота в слое 0–20 см, по сравнению с агроземами. В почве лесополосы сформировался грубогумусированный горизонт, не характерный для степных почв. Почва под травянистой длительной залежью имеет признаки проградации темногумусового горизонта до состояния близкого к целинному. Дополнительное поверхностное увлажнение, которое испытывают почвы микропонижений, обусловливает в них более высокое содержание гумуса и запасы его в слое 0–100 см, более глубокое выщелачивание карбонатов, формирование глинисто-иллювиального горизонта в бескарбонатной зоне и препятствует образованию гипсового горизонта. Повышение уровня грунтовых вод в современный период, которое является следствием массовой распашки и функционирования полезащитных лесополос на исследуемой территории, обусловило появление гидроморфизма в плакорных почвах и формирование квазиглееватых подтипов. Полученные результаты свидетельствуют о региональной специфике генетических свойств плакорных почв Ишимской степи, отличающих их от европейских аналогов, а также о влиянии на них агрогенной трансформации, что отражается на морфологии почв, их гумусном состоянии, характере карбонатного и гипсового профиля, процессах галогенеза и разнообразии солевых профилей.

Исследования проводились на территории г. Кондопоги и г. Костомукши, основная промышленность которых представлена целлюлозно-бумажным производством и добычей железной руды соответственно. На землях различного пользования были отобраны почвенные образцы из верхнего слоя 0–10 см, в которых определяли содержание тяжелых металлов (Pb, Cu, Zn, Ni, Co, Cr, Mn) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (вытяжка “царская водка”). А также были заложены почвенные прикопки, в данном случае отбор проб проводили по слоям – 0–5, 5–10, 10–20 см, в отобранных образцах определяли их физико-химические свойства и содержание тяжелых металлов. Показано, что почвы обследованных городов имеют низкий уровень загрязнения тяжелыми металлами. На территории
г. Кондопога выявлены локальные участки на землях общего пользования, где содержание отдельных элементов превышает установленные в Российской Федерации нормативы (Pb – 6 ПДК, Cu – 9 ОДК, Zn – 16 ОДК), концентрации подвижных форм меди и цинка достигают 2–3 ПДК. Почвы г. Костомукши отличаются невысокими уровнями накопления исследуемых тяжелых металлов, в целом их концентрации не превышают уровень регионального фона на всех выделенных категориях землепользования. И лишь в отдельных случаях концентрация поллютантов (Pb, Ni, Cu, Zn) достигает 1–2 ПДК/ОДК. Полученные данные могут быть использованы при проведении мониторинга состояния городских почв, а также для разработки рекомендаций, направленных на сохранение окружающей среды.

Изучались лесные подстилки под липняком и сосняком пробных площадок Лесной опытной дачи РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Несмотря на значительные различия физико-химических показателей между подстилками, образующимися в условиях разных лесных сообществ, свойства дерново-подзолистых почв, сформировавшихся под ними, близки. Подстилка липняка имеет более высокую зольность, она менее кислая и содержит почти в 2 раза больше обменных оснований, в ней на 0.82 мас. % и 0.66 мас. % выше содержание водорода и азота соответственно. Судя по величинам атомных отношений Н : С, C : N и степени окисленности, равным у подстилок липняка и сосняка 1.82, 30.3, -0.92 и 1.64, 45.7, -0.71 соответственно, подстилка липняка отличается от подстилки сосняка более высоким содержанием алифатических, обогащенных азотсодержащими, восстановленными органическими соединениями. В подстилке липняка коэффициенты концентрации фосфора и магния выше в 1.2 раза, углерода, калия и алюминия – в 1.3 раза, кальция – в 1.4 раза, азота – в 1.8 раза и кремния – в 3 раза, чем в подстилке сосняка. Однако коэффициент концентрации марганца в подстилке сосняка в 1.9 раза выше по сравнению с подстилкой липняка. Согласно результатам УФ-спектроскопии, водорастворимые органические вещества подстилки сосняка в отличие от водорастворимых органических веществ подстилки липняка в большей мере обогащены компонентами ароматической природы. Об этом свидетельствуют более высокие значения показателя SUVA₂₅₄ и более низкие значения коэффициентов Е₂/Е₃ и Е₄/Е₆.