ISSN: 0024-1148 Лесоведение. 2016 № 2. С. 127-134

БИОМАССА И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННОЙ БИОТЫ КРИОГЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

И. Н. Безкоровайная¹, С. Ю. Евграфова², А. В. Климченко², Л. П. Захарченко^1
1Сибирский федеральный университет 660041 Красноярск, просп. Свободный, 79
²Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
660036, Красноярск, Академгородок, 50/28
E-mail: soilbiota@mail.ru

Поступила в редакцию 16 декабря 2014 г.

Проведен анализ биомассы и потенциальной активности ключевых групп почвенной биоты (микрофлоры и мезофауны) в лесных экосистемах, сформированных на криогенных почвах - криоземах и подбурах. Вследствие недостаточной обеспеченности легкодоступным органическим веществом основная доля гетеротрофных микроорганизмов почв представлена олиготрофной группой, коэффициент олиготрофности > 1. Подбуры отличаются более высокой активностью биологических процессов. Выявлена депрессия целлюлозоразлагающей микрофлоры - за один год экспозиции in vivo разлагается не более 10-12 % целлюлозы, при этом потенциальная активность целлюлозоразлагателей (in vitro) значительно превышает актуальную. В большинстве местообитаний лесотундры основу запасов биомассы беспозвоночных составляют зоофаги 51-87 %. В лиственничниках северной тайги, увеличивается функциональная значимость сапрофагов - их биомасса вне зависимости от типа почвы составляет 58-64 %. В то же время с помощью метода формализованных зоограф показана близость криогенных почв с точки зрения потенциальной активности почвенных беспозвоночных. Полученные оценки интегральных показателей потенциальной биологической активности позволяют предположить, что при изменении условий, вызванных повышением приземных температур, в криогенных лесных экосистемах можно ожидать активизацию аэробных или анаэробных процессов в зависимости от типа почв.

• Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№13-04-01482, 14-04-10128).


• Ключевые слова: многолетняя мерзлота, криогенные лесные экосистемы, криоземы, подбуры, микробная биомасса, актуальное и потенциальное целлюлозоразложение, биомасса беспозвоночных.

Список литературы

1. Абаимов А.П.,Прокушкин С.Г., Зырянова О.А., Каверзина Л.Н. Особенности формирования и функционирования лиственничных лесов на мерзлотных почвах // Лесоведение. 2001. № 5. С. 13-23.

2. Анисимов О.А., Нельсон Ф.Э. Прогноз изменения мерзлотных условий в северном полушарии: применение результатов балансовых и транзитивных расчетов по моделям общей циркуляции атмосферы // Криосфера Земли. 1998. № 2. C. 53-57.

3. Аристовская Т.В., Худякова Ю.А. Методы изучения микрофлоры почв и ее жизнедеятельности // Методы стационарного  изучения почв. М.: Наука, 1977. С. 241-286.

4. Безкоровайная И.Н. Участие почвенных беспозвоночных в деструкции органического вещества в лесных экосистемах Средней Сибири // Почвоведение. 2011. № 2. С. 206-214.

5. Гиляров М.С. Учет крупных беспозвоночных (мезофауна) // Количественные методы в почвенной зоологии. М.: Наука, 1997. С. 9-26.

6. Зенова Г.М., Дуброва М.С., Звягинцев Д.Г. Структурно-функциональные особенности комплексов почвенных психротолерантных актиномицетов //  Почвоведение. 2010. № 4. С. 482-487.

7. Карелин Д.В., Замолодчиков Д.Г. Углеродный обмен в криогенных экосистемах. М.: Наука, 2008. 344 с.

8. Коротков И.А. Лесорастительное районирование России и республик бывшего СССР // Углерод в экосистемах лесов и болот России. Красноярск: ИЛ СО РАН, 1994. С. 29-47.

9. Краснощеков Ю.Н., Сорокин Н.Д., Безкоровайная И.Н., Яшихин Г.И. Генетические особенности почв северной тайги Приенисейской Сибири // Почвоведение. 2001. № 1. С. 18-27.

10. Кухаренко О.С., Добровольская Т.Г., Головченко А.В., Степанов А.Л., Матышак Г.В. Структура гетеротрофного блока бактерий в тундровых почвах полуострова Ямал // Почвоведение. 2009. № 4. С. 463-468.

11. Мазанцева Г.П. Методы определения биомассы почвенных беспозвоночных // Количественные методы в почвенной зоологии. М.: Наука, 1997. С. 88-98.

12. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во Московского ун-та, 1991. С. 24-27.

13. Мордкович В.Г. Особенности зообиоты почв Сибири // Почвоведение. 1995. № 7. С. 840-849.

14. Прокушкин А.С., Прокушкин С.Г., Кирдянов А.В., Климченко А.В., Масягина О.В., Титов С.В. Динамика запасов углерода в среднетаежных лиственничниках // Лесные биогеоценозы бореальной зоны: география, структура, функции, динамика // Матер. Всерос. науч. конф., посвящ. 70-летию создания Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2014. С. 156-158.

15. Титлянова А.А., Шибарева С.В. Подстилки в лесных и травяных экосистемах. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2012. 135 с.

16. Токарева И.В., Прокушкин А.С., Прокушкин С.Г. Роль гидрологических условий в мобилизации органического вещества мерзлотных почв Центральной Эвенкии // Лесоведение. 2008. № 3. С. 39-46.

17. Bischoff J., Mangelsdorf K., Gattinger A., Schloter M., Kurchatova A., Herzschuh U., Wagner D.  Response of methanogenic archae to Late Pleistocene and Holocene climate changes in the Siberian Arctic // Global Biogeochemical Cycles. 2013. V. 27 (2). P. 305-317.

18. Hinzman L.D., Kane D.L., Gieck R.E., Everett K.R. Hydrologic and thermal properties of the active layer in the Alaskan Arctic // Cold Region Science and Technology. 1991. N 19 (2). P. 95-110.

19. Knoblauch Ch., Beer Ch., Sosnin A., Wagner D., Pfeiffer E-M. Predicting long-term carbon mineralization and trace gas production from thawing permafrost of Northeast Siberia // Global Change Biology. 2013. V. 19 (4). P. 1160-1172.

20. Schaedel C., Schuur E., Bracho R., Elberling B., Knoblauch Ch., Lee H., Luo Y., Shaver G.R., Turetsky M.R. Circumpolar assessment of permafrost C quality and its vulnerability over time using long-term incubation data // Global Change Biology. 2014. V. 20 (2). P. 641-652.

21. Schnecker J., Wild B., Hofhansl F., Alves R.J.E., Barta J. Effects of soil organic Matter properties and microbial community composition on enzyme activities in cryoturbated arctic soils // PLOS ONE. 2014. V. 9 (4). Article Number: e94076.

22. Sjursen H., Michelsen A., Holmstrup M. Effects of freeze-thaw cycles on microarthropods and nutrient availability in a sub-Arctic soil // Applied Soil Ecology. 2005. N 28. Р. 79-93.

23. Sparling G.T., Alef К., Nannipieri P. The substrate-induced respiration method // Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press. London, United Kingdom, 1995. Р. 397-404.

24. Wagner D., Lipski A., Embacher A., Gattinger A. Methane fluxes in permafrost habitats of the Lena Delta: effects of microbial community structure and organic matter quality // Environmental Microbiology. 2005. N 7. P. 1582-1592.