Везде

ОБНЛесоведение Forest Science

  • ISSN (Print) 0024-1148
  • ISSN (Online) 3034-5359

АНАЛИЗ ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОДСТИЛКИ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ВТОРИЧНОЙ СУКЦЕССИИ СРЕДНЕТАЕЖНОГО ЛЕСА МЕТОДОМ ИК ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРИИ

Вы можете
Код статьи
S3034535980024114825010053-1
DOI
10.7868/S3034535980024114825010053
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Сабреков А. Ф.
  • Аффилиация: Югорский государственный университет
Куприянова Ю. В.
  • Аффилиация: Югорский государственный университет
Коваль А. А.
  • Аффилиация: Югорский государственный университет
Ильясов Д. В.
  • Аффилиация: Югорский государственный университет
Глаголев М. В.
  • Аффилиация:
    Югорский государственный университет
    Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения
    Институт лесоведения РАН
Лапшина Е. Д.
  • Аффилиация: Югорский государственный университет
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 1
Страницы
50-64
Аннотация
Разложение органического вещества - ключевой процесс цикла углерода, контролирующий интенсивность эмиссии углекислого газа, накопление углерода в почве и доступность минеральных элементов для растений. Изменение состава древостоя в ходе вторичной сукцессии ведет к изменению качества опада, влияющему на скорость и глубину его трансформации. Мы проанализировали, как изменяется химическая структура L-горизонтов подстилки с октября по август на разных стадиях восстановительной сукцессии в типичных лесных экосистемах средней тайги Западной Сибири с помощью ИК Фурье-спектрометрии и элементного анализа. Оказалось, что сильнее всего структура органического вещества L-горизонтов трансформировалась на промежуточных стадиях сукцессии (в осиновом лесу с темнохвойным вторым ярусом), в то время как на предшествующих (монодоминантные осиновые леса) и последующих сукцессионных стадиях (смешанный и темнохвойные леса) изменения были менее выраженными. Эти изменения включали снижение доли сравнительно легкоразложимых компонентов (целлюлоза и углеводы) и накопление более устойчивых к разложению ароматических соединений и полиэфиров. Осиновый лес с темнохвойным вторым ярусом и темнохвойный лес оказались наиболее контрастными объектами и при сравнении по изменению элементного состава подстилки: отношение общего углерода к азоту повышалось от октября к августу слабее всего в первом и сильнее всего во втором. Объяснить такое сочетание результатов ИК Фурье-спектрометрии и элементного анализа можно разной эффективностью деполимеризации азотсодержащих соединений в опаде. В целом, полученные результаты показывают, что трансформация опада в ходе разложения не всегда зависит только от его исходного качества даже в расположенных близко экосистемах, где физические условия практически одинаковы. Причиной этих различий в трансформации на разных стадиях сукцессий может быть функционирование микробного сообщества.
Ключевые слова
лесные подстилки бореальный лес цикл углерода цикл азота Западная Сибирь
Дата публикации
31.12.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
10

Библиография

  1. 1. Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов / Под ред. Н.В. Лукиной. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 232 с.
  2. 2. Артемкина Н.А. Взаимосвязи фенольных соединений, танинов, лигнина, азота и углерода в растениях ельников кустарничково-зеленомошных на Кольском полуострове // Лесоведение. 2023. № 1. С. 35-43. https://doi.org/10.31857/S0024114823010047
  3. 3. Басова Е.В., Лукина Н.В., Кузнецова А.И. и др. Качество древесного опада как информативный индикатор функциональной классификации лесов // Вопросы лесной науки. 2022. Т. 5. № 3. С. 1-21. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202252-113
  4. 4. Березин Г.В., Капица Е.А., Шорохова Е.В. Современные представления о разложении древесного опада в лесных экосистемах // Леса России: политика, промышленность, наука, образование. 2023. С. 118-120.
  5. 5. Богатырев Л.Г. О классификации лесных подстилок // Почвоведение. 1990. № 3. С. 118-127.
  6. 6. Иванов А.В. Запасы лесных подстилок в кедрово-широколиственных лесах Южного Сихотэ-Алиня // Сибирский лесной журнал. 2015. № 5. С. 87-95. https://doi.org/10.15372/SJFS20150507
  7. 7. Иванов А.В., Браун М., Замолодчиков Д.Г., Лынов Д.В., Панфилова Е.В. Лесные подстилки как звено цикла углерода хвойно-широколиственных насаждений Южного Приморья // Почвоведение. 2018. № 10. С. 1226-1233. https://doi.org/10.1134/S0032180X18100052
  8. 8. Иванова Е.А. Формирование и разложение древесного опада в лесных экосистемах в фоновых условиях и при аэротехногенном загрязнении // Вопросы лесной науки. 2021. Т. 4. № 3. С. 1-52. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202143-87
  9. 9. Кобак К.И. Биотические компоненты углеродного цикла. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 248 c.
  10. 10. Кузнецов М.А. Влияние условий разложения и состава опада на характеристики и запас подстилки в среднетаежном чернично-сфагновом ельнике // Лесоведение. 2010. № 6. С. 54-60.
  11. 11. Лукина Н.В. Глобальные вызовы и лесные экосистемы // Вестник РАН. 2020. Т. 90. № 6. С. 528-532. https://doi.org/10.31857/S0869587320060080
  12. 12. Семенов В.М., Тулина А.С., Семенова Н.А., Иванникова Л.А. Гумификационные и негумификационные пути стабилизации органического вещества в почве (обзор) // Почвоведение. 2013. № 4. С. 393-407. https://doi.org/10.7868/S0032180X13040114
  13. 13. Adamczyk B. How do boreal forest soils store carbon? // BioEssays. 2021. V. 43. № 7. P. 2100010. https://doi.org/10.1002/bies.202100010
  14. 14. Angst G., Mueller K.E., Nierop K.G.J., Simpson M.J. Plant- or microbial-derived? A review on the molecular composition of stabilized soil organic matter // Soil Biology and Biochemistry. 2021. V. 156. P. 108189. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108189
  15. 15. Canadell J.G., Monteiro P.M.S., Costa M.H. et al. Global carbon and other biogeochemical cycles and feedbacks // Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of working group I to the sixth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press, 2021. P. 673-816.
  16. 16. Cotrufo M.F., Galdo I.D. Piermatteo D. Litter decomposition: Concepts, methods and future perspectives // Soil Carbon Dynamics: An Integrated Methodology. Cambridge: Cambridge University Press, 2010. P. 76-90.
  17. 17. Cotrufo M.F., del Galdo I. Litter decomposition: Concepts, methods and future perspectives. // Soil Carbon Dynamics. 2009. P. 76-90.
  18. 18. Fernández-Alonso M.J., Yuste J.C., Kitzler B., Ortiz C. Changes in litter chemistry associated with global change-driven forest succession resulted in time-decoupled responses of soil carbon and nitrogen cycles // Soil Biology and Biochemistry. 2018. V. 120. P. 200-211. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.02.013
  19. 19. Ge X., Zeng L., Xiao W., Huang Z., Geng X., Tan B. Effect of litter substrate quality and soil nutrients on forest litter decomposition: A review // Acta Ecologica Sinica. 2013. V. 33. № 2. P. 102-108. https://doi.org/10.1016/j.chnaes.2013.01.006
  20. 20. Grabska J., Beć K.B., Huck C.W. Current and future applications of IR and NIR spectroscopy in ecology, environmental studies, wildlife and plant investigations // Comprehensive Analytical Chemistry. 2021. V. 98. P. 45-76. https://doi.org/10.1016/bs.coac.2020.08.002
  21. 21. Heller C., Ellerbrock R.H., Roßkopf N., Klingenfuß C., Zeitz J. Soil organic matter characterization of temperate peatland soil with FTIR-spectroscopy: Effects of mire type and drainage intensity // European Journal of Soil Science. 2015. V. 66. № 5. P. 847-858. https://doi.org/10.1111/ejss.12279
  22. 22. Hodgkins S.B., Richardson C.J., Dommain R. et al. Tropical peatland carbon storage linked to global latitudinal trends in peat recalcitrance // Nature Communications. 2018. V. 9. № 1. P. 3640. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06050-2
  23. 23. Kharuk V.I., Ponomarev E.I., Ivanova G.A. et al. Wildfires in the Siberian taiga // Ambio. 2021. V. 50. № 11. P. 1953-1974. https://doi.org/10.1007/s13280-020-01490-x
  24. 24. Kupriianova I.V., Kaverin A.A., Filippov I.V. et al. The main physical and geographical characteristics of the Mukhrino field station area and its surroundings // Environmental Dynamics and Global Climate Change. 2022. V. 13. № 4. P. 215-252. https://doi.org/10.18822/edgcc240049
  25. 25. Laganière J., Pare D., Bradley R.L. How does a tree species influence litter decomposition? Separating the relative contribution of litter quality, litter mixing, and forest floor conditions // Canadian Journal of Forest Research. 2010. V. 40. № 3. P. 465-475.
  26. 26. Legendre P., Legendre L. Numerical ecology // Developments in Environmental Modelling. V. 24. Amsterdam: Elsevier Science BV, 2012. 989 p.
  27. 27. Pandey K.K., Pitman A.J. FTIR studies of the changes in wood chemistry following decay by brown-rot and white-rot fungi // International Biodeterioration and Biodegradation. 2003. V. 52. № 3. P. 151-160. https://doi.org/10.1016/S0964-8305 (03)00052-0
  28. 28. Prăvălie R. Major perturbations in the Earth's forest ecosystems. Possible implications for global warming // Earth-Science Reviews. 2018. V. 185. P. 544-571. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.06.010
  29. 29. Reuter H., Gensel J., Elvert M., Zak D. Evidence for preferential protein depolymerization in wetland soils in response to external nitrogen availability provided by a novel FTIR routine // Biogeosciences. 2020. V. 17. № 2. P. 499-514. https://doi.org/10.5194/bg-17-499-2020
  30. 30. Soong J.L., Parton W.J., Calderon F., Campbell E.E., Cotrufo M.F. A new conceptual model on the fate and controls of fresh and pyrolized plant litter decomposition // Biogeochemistry. 2015. V. 124. № 1-3. P. 27-44. https://doi.org/10.1007/s10533-015-0079-2
  31. 31. Volkov D.S., Rogova O.B., Proskurnin M.A. Organic matter and mineral composition of silicate soils: FTIR comparison study by photoacoustic, diffuse reflectance, and attenuated total reflection modalities // Agronomy. 2021. V. 11. № 9. P. 1879. https://doi.org/10.3390/agronomy11091879
  32. 32. Wardle D.A., Bardgett R.D., Klironomos J.N et al. Ecological linkages between aboveground and belowground biota // Science. 2004. V. 304. № 5677. P. 1629-1633. https://doi.org/10.1126/science.1094875
  33. 33. Yang K., Zhu J., Zhang W. et al. Litter decomposition and nutrient release from monospecific and mixed litters: Comparisons of litter quality, fauna and decomposition site effects // Journal of Ecology. 2022. V. 110. № 7. P. 1673-1686. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13902
  34. 34. Zechmeister-Boltenstern S., Keiblinger K.M., Mooshammer M. et al. The application of ecological stoichiometry to plant-microbial-soil organic matter transformations // Ecological Monographs. 2015. V. 85. № 2. P. 133-155. https://doi.org/10.1890/14-0777.1
  35. 35. Zhang K., Cheng X., Dang H. et al. Linking litter production, quality and decomposition to vegetation succession following agricultural abandonment // Soil Biology and Biochemistry. 2013. V. 57. P. 803-813. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2012.08.005
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека