CC BY
10
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Научная статья УДК 631.46, 574.42
doi: 10.18522/1026-2237-2022-4-2-139-147
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ БУРОЗЕМОВ В МОЛОДЫХ «ОКНАХ» ПОЛОГА ЛЕСА КАВКАЗСКОГО БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА
Аслан Капланович Шхапацев 1, Евгений Александрович Грабенко 2, Камиль Шагидуллович Казеев 3В
1 Майкопский государственный технологический университет, Майкоп, Республика Адыгея, Россия
2 Институт географии РАН, Москва, Россия
3 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия
1 f_agr_technolog@mkgtu.ru
2 grabenko@inbox.ru
3 kamil_kazeev@mail.ru в
Аннотация. Проведены исследования экологических особенностей и биологической активности буроземов кислых низкогорий в верхнем течении реки Белой на Западном Кавказе, выполненные на территории Кавказского государственного природного биосферного заповедника в коренных буково-пихтовых лесах и «окнах» вывалов, образованных на месте гибели старых деревьев. «Окна» возрастом 2-6 лет характеризуются повышенной инсоляцией и особенным микроклиматом, быстро зарастают подростом и травянистой растительностью. Это приводит к изменению физических, химических и биологических свойств буроземов. Существенно возрастает влажность почв, степень насыщенности почв основаниями, возрастает содержание гумуса и активного углерода. Изменение эдафических свойств приводит к увеличению численности микроорганизмов и микробной биомассы. Ферментативная активность буроземов разных участков значительно варьирует и не имеет однозначного поведения. Несмотря на различия в значениях отдельных показателей биологической активности, интегральная оценка показала практически равные величины для буроземов коренных лесов и молодых «окон» вывалов.
Ключевые слова: сукцессии, биоиндикация почв, ферментативная активность
Благодарности: исследование выполнено при поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-2511.2020.11) и программы стратегического академического лидерства Южного федерального университета («Приоритет 2030», № СП-12-22-9).
Для цитирования: Шхапацев А.К., Грабенко Е.А., Казеев К.Ш. Биологическая активность буроземов в молодых «окнах» полога леса Кавказского биосферного заповедника // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2022. № 4-2. С. 139-147.
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY4.0). Original article
BIOLOGICAL ACTIVITY OF BUROZEMS IN YOUNG "WINDOWS" OF THE FOREST CANOPY OF THE CAUCASUS BIOSPHERE RESERVE
Aslan K. Shkhapatsev1, Evgeny A. Grabenko 2, Kamil Sh. Kazeev
1 Maykop State Technological University, Maykop, Republic of Adygea, Russia
2 Institute of Geography, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
3 Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia
1 f_agr_technolog@mkgtu.ru
2 grabenko@inbox.ru
3 kamil_kazeev@mail.ru B
© Шхапацев А.К., Грабенко Е.А., Казеев К.Ш., 2022
Abstract. The ecological features and biological activity of Cambisols of acidic low mountains in the upper reaches of the Belaya River in the Western Caucasus have been carried out. The studies were carried out on the territory of the Caucasian State Natural Biosphere Reserve in the primary beech -fir forests and "windows " of fallouts formed at the site of the death of old trees. The investigated "windows" aged 2-6 years are characterized by increased insolation and a special microclimate, they quickly overgrow with undergrowth and grassy vegetation. This leads to a change in the physical, chemical and biological properties of Cambisols. The moisture content of soils, the degree of saturation of soils with bases increase significantly, the content of humus and active carbon increases. A change in edaphic properties leads to an increase in the number of microorganisms and microbial biomass. The enzyme activity of Cambisols from different areas varies considerably and does not have an unambiguous behavior. Despite the differences in the values of individual indicators of biological activity, the integral assessment showed practically equal values for the Cambisols of primary forests and young "windows " offallouts.
Keywords: successions, soil bioindication, enzyme activity
Acknowledgments: the study was supported by the leading scientific school of the Russian Federation (NSh-2511.2020.11) and the Strategic Academic Leadership Program of the Southern Federal University ("Priority 2030", No. SP-12-22-9).
For citation: Shkhapatsev A.K., Grabenko E.A., Kazeev K.Sh. Biological Activity of Burozems in Young "Windows" of the Forest Canopy of the Caucasus Biosphere Reserve. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2022;(4-2):139-147. (In Russ.).
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY4.0).
Введение
Кавказский государственный природный биосферный заповедник является крупнейшим естественным резерватом природы на Западном Кавказе, практически не подверженным прямому антропогенному воздействию [1]. Леса покрывают 62 % территории заповедника. Лесной пояс северного макросклона представлен мезофитными широколиственными буковыми, дубово-грабовыми и темнохвойными, преимущественно буково-пихтовыми лесами. В пределах 600-1900 м среди лесов преобладают пихтарники и буко-пихтарники, составляющие 44 % всей лесной площади заповедника [2].
Естественные леса представляют собой сукцессивную мозаику элементов мозаично-ярусной структуры. Мозаика формируется в естественных лесах после нарушений, приводящих к образованию прорывов в сплошном пологе леса. «Окно» - небольшой по площади участок леса, образующийся в сомкнутом пологе деревьев. Размеры прорывов - «окон» - в пологе леса определяют видовой состав успешно возобновляющихся древесных видов и их количественные сочетания [3]. В результате появляются ветровально-почвенные комплексы. Особенности сукцессий и запасов органического углерода в подобных условиях в лесах Северо-Западного Кавказа исследованы ранее [4, 5]. Подобные изменения могут возникать и при антропогенных воздействиях на лесные экосистемы. Основными факторами воздействия на лесные экосистемы являются рубка и пожары [6-8], которые способны привести к ухудшению экологического состояния почв и даже к полной ее деградации в результате эрозии, активно проявляющейся в нарушенных лесах в условиях рассеченного рельефа [9]. Ранее на Западном Кавказе было выявлено, что на после-лесных участках после рубки лесов почвенный покров и почвы претерпевают существенную трансформацию [10]. При этом отмечены не только ухудшение экологического состояния и даже полная деградация почв, но и улучшение гумусного состояния и биологической активности почв на отдельных участках вырубок в результате экотонного эффекта [11-14]. Биологические свойства почв быстрее других реагируют на внешние воздействия, что позволяет использовать методы биоиндикации для оценки экологического состояния почв и почвенного покрова [15-17]. Среди биологических показателей высокой информативностью и чувствительностью обладают почвенные экзоферменты [18-20]. Ферментативная активность почв может быть использована в качестве диагностического показателя плодородия [21, 22], загрязнения [23, 24], климатических изменений [25-28]. Методы почвенной энзимологии также успешно используются при оценке последствий лесных пожаров [7, 29-31].
Цель работы - изучение закономерностей изменения биологической активности буроземов Западного Кавказа на начальных стадиях образования «окон» вывалов деревьев в пологе древостоя.
Материалы и методы исследования
Исследования проводили в верховьях р. Белой (Республика Адыгея, Кавказский биосферный заповедник). Данная территория относится к Западной горной провинции Большого Кавказа. Среднегодовое количество осадков составляет 1200 мм. Среднегодовая температура - +10,3 °С. Высота над уровнем моря 650-700 м. Исследуемая территория занята старовозрастными пихто-буковыми (Fagus orientalis и Abies nordmanniana) мертвопокровными сообществами в терминальной стадии [5]. Исследуемые участки окон находятся на ранней стадии восстановительной сукцессии (таблица).
В почвенном покрове исследуемой территории отмечены буроземы кислые и глееватые или Cambisols Dystric [32] на элювии глинистых сланцев. Подстилка маломощная, деструктивного типа.
В настоящую работу вошли результаты исследований, проведенных с 2010 по 2020 г. ежегодно в летний период. На каждом участке было отобрано по 3 почвенных образца почв ран-домно на расстоянии нескольких метров друг от друга. Глубина отбора образцов составляла 0-10 см, в нескольких случаях отбор проводили по всему почвенному профилю.
Характеристика участков исследований / Characteristics of research sites
Участок Растительность Географические координаты Высота над уровнем моря, м Почва
Контрольный лес № 1 Буково-пихтовый лес трехярусный мертвопокровный 44°12.602' с.ш., 40°11.543' в.д. 700 Бурозем кислый слабокаменистый
«Окно» 4-6 лет, размер 20^8 м Травянистая стадия сукцессии 43°59.689' с.ш., 40°08.499' в.д. 717 Бурозем кислый слабокаменистый
Контрольный лес № 2 Пихто-букняк трехярусный мертвопокровный, 7Б 3П 43°59.531 ' с.ш., 40°08.160' в.д. 703 Бурозем турбированный
«Окно» 3-4 года, размер 20^10 м Восстановительная сукцессия , подрост бука, граба, папоротник 43°59.533' с.ш., 40°08.175' в.д. 738 Бурозем глееватый турбированный
Контрольный лес № 3 Буко-пихтарник, 6П 4Б, мертвопокровный 44°00.000' с.ш., 40°08.544' в.д. 692 Бурозем кислый
«Окно» 2 года, размер 15^5 м Травянисто-кустарниковая стадия зарастания 44°00.000' с.ш., 40°08.544' в.д. 690 Бурозем глееватый
Лабораторно-аналитические исследования проведены в лабораториях Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского Южного федерального университета. Исследовали физические, химические и биологические свойства почв с использованием традиционных и современных методов [33]. Статистическая обработка данных выполнена с использованием методов вариационной статистики и дисперсионного анализа в программах MS Exel и Statistica.
Результаты и обсуждение
Исследуемые «окна» возрастом 2-6 лет и площадью 75-200 м2 характеризуются повышенной инсоляцией и особенным микроклиматом, быстро зарастают подростом и травянистой растительностью. Это приводит к изменению физических, химических и биологических свойств буроземов. Исследования показали значительное расхождение значений влажности почв в исследуемых буроземах. В почвах «окон» выявлены достоверно более высокие значения этого показателя (рис. 1), потому что кроны деревьев не задерживают атмосферную влагу в дождливый период во время полевых исследований. Температурных отличий в почвах разных мест наблюдения не выявлено. Избыточное увлажнение способствовало некоторому ухудшению структурности почв в «окнах» по сравнению с фоновыми участками лесов. Однако даже при этом содержание ценных почвенных
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Рис. 1. Влажность и структурность буроземов, %: 1 - влажность в лесу; 2 - влажность в «окнах»; 3 - структурность в лесу; 4 - структурность в «окнах»
/ Fig. 1. Humidity and structure of burozems, %: 1 - humidity in the forest; 2 - humidity in the "windows"; 3 - structure in the forest; 4 - structure in "windows"
агрегатов в буроземах отличное в лесу и хорошее в почвах «окон». Водопроч-ность почвенных агрегатов была тоже на очень высоком уровне, независимо от мест отбора образцов. Произрастание травянистой растительности в «окнах» положительно сказалось на степени насыщенности почв основаниями, которая возросла на 34 %. Обменная и гидролитическая кислотности при этом практически не изменились, рНкс1 составлял 4,1. Улучшение степени насыщенности почв произошло за счет увеличения значений поглощенных кальция и магния.
Содержание гумуса в почвах «окон» существенно превышает показатели фоновых участков леса. В поверхностном слое почвы в «окнах» содержание гумуса в среднем составляет 6,9 %, что в 1,13 раза превышает фоновые значения (рис. 2). Практически аналогично изменяется содержание активного углерода, которое в «окнах» повышено на 10 %, что свидетельствует о более существенной доступности источников питания для почвенных микроорганизмов. Об увеличении на 20 % содержания гумуса в почвах на начальных этапах рубочной сукцессии по сравнению с лесными почвами сообщали и другие исследователи [4]. Для дерново-карбонатных почв района исследований увеличение биоразнообразия, биологической активности и гумусности на периферийных участках вырубок в результате опушечного эффекта также известно [11-14].
Изменение эдафических свойств приводит к изменению численности микроорганизмов и биологической активности буроземов. Общая численность бактерий в среднем на 15 %, а микробная биомасса на 71 % выше в поверхностном слое буроземов «окон».
Ферментативная активность исследуемых фоновых буроземов весьма значительна только в поверхностных горизонтах, обогащенных органическим веществом. Для профильного распределения активности ферментов характерно типичное резко убывающее поведение [34]. Значения активности разных ферментов в большинстве случаев находятся на среднем уровне обогащенности. Выявлено высокое пространственное варьирование значений активности ферментов в исследуемых почвах, что существенно затрудняет установление достоверности различий (рис. 3). Изменения ферментативной активности в первые годы формирования «окон» не имеют однозначной реакции. Различные ферменты, отражающие те или иные биологические процессы в
Рис. 2. Содержание гумуса, %, и численность бактерий, млрд/г, в буроземах: 1 - гумус в почвах леса; 2 - гумус в почвах «окон»; 3 - бактерии в почвах леса; 4 - бактерии
в почвах «окон» / Fig. 2. Humus content, %, and number of bacteria, billion/g, in burozems: 1 - humus in forest soils; 2 - humus in soils of "windows"; 3 - bacteria in forest soils;
4 - bacteria in soils of "windows"
почвах, имеют разную специфику поведения. Активность ка-талазы и фосфатазы (10 %) незначительно увеличивается на 10-13 %. Активность дегидроге-наз и инвертазы не имеет достоверных различий в почвах исследуемых участков. В поверхностных слоях молодых «окон» существенно уменьшилась активность уреазы (35 %), менее значительно - активность пероксидазы (10 %).
Интегрированная оценка биологической активности буроземов способна оценить совокупность параметров, выраженных в разных величинах. Ранее подобный способ был успешно использован для выявления закономерностей влияния климатических параметров на биоло- у, g - уреаза, мг N-NH4 10г/24 ч; 9, 10 - инвертаза, мг глюкозы г/24 ч гические свойства почв [27, 28, / pig. 3. Activity of enzymes in burozems: 1, 2 - catalase in forest soils 34]. Использование интегриро- and "windows", ml O2 g/min; 3, 4 - dehydrogenase, mg
ванного показателя биологиче- TPP 10 g/24 h; 5, 6 - peroxidase, mg benzoquinone g/30 min; ских свойств (ИПБС), объеди- 7, 8 - urease, mg N-NH4 10 g/24 h; 9, 10 - invertase, mg glucose g/24 h нившего 10 разных показателей,
дало близкие значения параметра при высоком варьировании показателя в целом (рис. 4). Это связано с недостаточным размером образующихся «окон», которые в хвойно-широколиственных лесах Северо-Западного Кавказа с большой высотой верхнего древесного яруса имеют сильное
боковое затенение [4, 5].
%
100 в™
80
60
40
20
0
Лес 1 Лес 2 Лес 3 Окно 2 года Окно 3-4 года Окно 4-6 лет
Рис. 4. ИПБС буроземов / Fig. 4. Integrated index of biological properties of burozems
Максимальные значения ИПБС отмечены в буроземе участка леса с доминированием бука по сравнению с лесными участками с доминированием пихты. Ранее было отмечено, что опад пихты менее благоприятен для биологических процессов в почвах вследствие большей устойчивости к биологическому разложению [5].
Рис. 3. Активность ферментов в буроземах: 1, 2 - каталаза в почвах леса и «окон», мл О2 г/мин; 3, 4 - дегидрогеназа, мг ТФФ 10 г/24 ч; 5, 6 - пероксидаза, мг бензохинона г/30 мин;
Наряду с факторами, способствующими появлению густой травянистой растительности и развитию дернового процесса, что благоприятствует активизации биологических процессов в почвах, существуют и факторы, их ограничивающие. Например, выявлено [4], что поступление органического углерода в лесах под кронами в 3 раза выше, чем в «окнах». В связи с этим изменяется локализация поступления органического вещества преимущественно на поверхность почвы, как в климаксных лесных экосистемах или с поступлением значительной доли в верхние слои почвы с корневым опадом растений начальных стадий сукцессий в «окнах».
Таким образом, установлено, что свойства буроземов Западного Кавказа могут быстро трансформироваться в образовавшихся «окнах». Биологическая активность исследуемых почв определяется многими факторами, включая степень нарушения почвенно-растительного покрова, время восстановления, содержание органического вещества, вид показателя. Интегрированная оценка показала относительную однородность биологической активности буроземов молодых «окон» при существенном варьировании отдельных показателей.
Список источников
1. Bibin A.R., Trepet S.A., Akatova T.V., Grabenko E.A. Caucasian state nature biosphere reserve // The Republic of Adygea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry. Switzerland, 2020. P. 603-631.
2. Акатов В.В., Голгофская К.Ю., Горчарук Л.Г., Дуров В.В., Кипиани В.В., Кудактин А.Н., Немцов А.С., Придня М.В., Тильба П.А., Топилина В.Г. Кавказский заповедник // Заповедники СССР: Заповедники Кавказа. М.: Мысль, 1990. С. 69-100.
3. ПопадюкР.В., Чистякова А.А., Чумаченко С.И., Евстигнеев О.И., Заугольнова Л.Б., Истомина И.И., Киселева Л.Л., Костяев С.А., Смирнова О.В., Торопова Н.А., Французов А.В., Ханина Л.Г., Чернов Н.И., Яниц-кая Т.О. Восточноевропейские широколиственные леса / под ред. О.В. Смирновой. М.: Наука, 1994. 364 с.
4. Лукина Н.В., Тихонова Е.В., Шевченко Н.Е., Горнов А.В., Кузнецова А.И., Гераськина А.П., Смирнов В.Э., Горнова М.В., Ручинская Е.В., Анищенко Л.Н., Тебенькова Д.Н., Данилова М.А., Бахмет О.Н., Кры-шень А.М., Князева С.В., Шашков М.П. [и др.]. Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 232 с.
5. Шевченко Н.Е., Кузнецова А.И., Тебенькова Д.Н., Смирнов В.Э., Гераськина А.П., Горнов А.В., Гра-бенко Е.А., Тихонова Е.В., Лукина Н.В. Сукцессионная динамика растительности и запасы почвенного углерода в хвойно-широколиственных лесах Северо-Западного Кавказa // Лесоведение. 2019. № 3. С. 163-176.
6. Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор) // Почвоведение. 2017. № 7. С. 787-798.
7. Kazeev K.Sh., Poltoratskaya T.A., Yakimova A.S., Odobashyan M.Yu., Shkhapatsev A.K., Kolesnikov S.I. Post-fire changes in the biological properties of the brown soils in the Utrish State Nature Reserve (Russia) // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2019. № 4 (Suppl. 1). С. 93-104.
8. Mayer M., Prescott C.E., Abaker W.E.A., Augusto L., Cécillon L., Ferreira G. W.D., James J., Jandl R., Katzensteiner K., Laclau J.P., Laganiere J., Nouvellon Y., Paré D., Stanturf J.A., Vanguelova E.I., Vesterdal L. Tamm Review: Influence of forest management activities on soil organic carbon stocks: A knowledge synthesis // Forest Ecology and Management. 2020. Vol. 466. P. 118-127.
9. Ивонин В.М., Тертерян А.В. Эрозия почвы во время ливней в производных лесах Северо-Западного Кавказа // Изв. высших учебных заведений. Лесной журнал. 2015. № 1 (343). С. 54-61.
10. Казеев К.Ш., Тер-Мисакянц Т.А., Кузнецова Ю.С., Поляков А.И., Кутузова И.В., Мазанко М.С., Прудникова М.В., Колесников С.И. Влияние вырубки леса на биологические свойства горных почв Западного Кавказа // Политематич. сетевой электр. науч. журн. Кубанского гос. аграрного ун-та (Научный журнал КубГАУ). 2012. № 08(82). С. 1059-1069.
11. 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-широко-лиственных лесах Северо-Западного Кавказа // Лесоведение. 2021. № 4. С. 426-436.
12. Солдатов В.П., Шхапацев А.К., Казеев К.Ш., Азаренко М.А., Колесников С.И. Ферментативная активность и содержание гумуса в послелесных почвах Адыгеи // АгроЭкоИнфо. 2020. № 3. С. 1-20.
13. 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.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2020. № 4. С. 105-111.
14. Shkhapatsev A.K., Soldatov V.P., Kazeev K.Sh., Grabenko E.A., Kolesnikov S.I. Biological Activity of Soils of Low-Mountain Reliefs in Adygeyaafter Forest Felling // Indian J. of Ecology. 2021. Vol. 48(5). P. 1383-1388.
15. Creamer R.E., Hannula S.E., Van Leeuwen J.P., Stone D., Rutgers M., Schmelz R.M., De RuiterP.C., Hen-driksen N.B., Bolger T., Bouffaud M.L., Buee M., Carvalho F., Costa D., Dirilgen T., Francisco R., Griffiths B.S., Griffiths R., Martin F., Da Silva M.P., Mendes S., Morais P. V., Pereira C., Philippot L., Plassart P., Redecker D., Rombke J., Sousa J.P., Wouterse M., Lemanceau P. Ecological network analysis reveals the inter-connection between soil biodiversity and ecosystem function as affected by land use across Europe // Applied Soil Ecology. 2016. Vol. 97. P. 112-124.
16. Никитин Д.А., Семенов М.В., Чернов Т.И., Ксенофонтова Н.А., Железова А.Д., Иванова Е.А., Хит-ров Н.Б., Степанов А.Л. Микробиологические индикаторы экологических функций почв (обзор) // Почвоведение. 2022. № 2. С. 228-243.
17. Thiele-Bruhn S., Schloter M., Wilke B.-M., Beaudette L. A., Martin-Laurent F., Cheviron N., Mougin C., Rombke J. Identification of new microbial functional standards for soil quality assessment // Soil. 2020. Vol. 6. P. 17-34.
18. Sinsabaugh R.L., Lauber C.L., Weintraub M.N., Ahmed B., Allison S.D., Crenshaw C., Contosta A.R., Cu-sack D., Frey S., Gallo M.E., Gartner T.B., Hobbie S.E., Holland K., Keeler B.L., Powers J.S., Stursova M., Takacs-Vesbach C., Waldrop M.P., Wallenstein M.D., ZakD.R., Zeglin L.H. Stoichiometry of soil enzyme activity at global scale // Ecology Letters. 2008. Vol. 11. P. 1252-1264.
19. Фаизова В.И. Ферментативная активность черноземов Центрального Предкавказья // Вестн. АПК Ставрополья. 2014. № 3 (15). С. 154-157.
20. 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. № 1. С. 78-92.
21. Trasar-Cepeda C., Leiro M.C., Gil-Sotres F. Hydrolytic enzyme activities in agricultural and forest soils. Some implications for their use as indicators of soil quality // Soil Biology & Biochemistry. 2008. Vol. 40. P. 2146-2155.
22. Казеев К.Ш., Трушков А.В., Одабашян М.Ю., Колесников С.И. Постагрогенное изменение ферментативной активности и содержания органического углерода чернозема в первые 3 года залежного режима // Почвоведение. 2020. № 7. С. 901-910.
23. Kolesnikov S., Timoshenko А., Minnikova T., Tsepina N., Kazeev K., Akimenko Y., Zhadobin A., Shu-vaeva V., Rajput V.D., Mandzhieva S., Sushkova S., Minkina T., Dudnikova T., Mazarji M., Alamri S., Sid-diqui M.H., Singh R.K. Impact of Metal-Based Nanoparticles on Cambisol Microbial Functionality, Enzyme Activity, and Plant Growth // Plants. 2021. Vol. 10. Р. 2080.
24. Kolesnikov S., Minnikova T., Kazeev K., Akimenko Y., Evstegneeva N. Assessment of the Ecotoxicity of Pollution by Potentially Toxic Elements by Biological Indicators of Haplic Chernozem of Southern Russia (Rostov region) // Water, Air, & Soil Pollution. 2022. Vol. 233. P. 18.
25. Hugh H.A.L. Soil extracellular enzyme dynamics in a changing climate // Soil Biology and Biochemistry. 2012. Vol. 47. P. 53-59.
26. Kivlin S.N., Treseder K.K. Soil extracellular enzyme activities correspond with abiotic factors more than fungal community composition // Biogeochemistry. 2014. Vol. 117. P. 23-37.
27. Казеев К.Ш., Козунь Ю.С., Колесников С.И. Использование интегрального показателя для оценки пространственной дифференциации биологических свойств почв Юга России в градиенте аридности климата // Сиб. экол. журн. 2015. Т. 22, № 1. С. 112-120.
28. Kozun Y.S., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Climatic gradients of biological properties of zonal soils of natural lands // Geoderma. 2022. Vol. 425. P. 116031.
29. Kazeev K., Vilkova V., Shkhapatsev A., Bykhalova O., Rudenok Y., Nizhelskiy M., Kolesnikov S., Minkina T., Sushkova S., Mandzhieva S., Rajput V.D. Consequences of the catastrophic wildfire in 2020 for the soil cover of the Utrish State Nature Reserve // Sains Tanah J. of Soil Science and Agroclimatology. 2022. Vol. 19(1). P. 5259.
30. Raiesi F., Pejman M. Assessment of post-wildfire soil quality and its recovery in semi-arid upland rangelands in Central Iran through selecting the minimum data set and quantitative soil quality index // Catena. 2021. Vol. 201. P. 105202.
31. Вилкова В.В., Казеев К.Ш., Шхапацев А.К., Колесников С.И. Реакция ферментативной активности почв ксерофитных лесов Черноморского побережья Кавказа на пирогенное воздействие // Аридные экосистемы. 2022. Т. 28, № 1 (90). С. 107-114.
32. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы Юга России. Ростов н/Д.: Эверест, 2008. 276 с.
33. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем. Ростов н/Д.: Изд-во ЮФУ, 2016. 356 с.
34. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биология почв Юга России. Ростов н/Д.: ЦВВР, 2004. 350 с.
References
1. Bibin A.R., Trepet S.A., Akatova T.V., Grabenko E.A. Caucasian state nature biosphere reserve. The Republic of Adygea Environment. The Handbook of Environmental Chemistry. Switzerland, 2020:603-631.
2. Akatov V.V., Golgofskaya K.Yu., Gorcharuk L.G., Durov V.V., Kipiani V.V., Kudaktin A.N., Nemtsov A.S., Pridnya M.V., Til'ba P.A., Topilina V.G. Caucasian Reserve. Reserves of the USSR: Reserves of the Caucasus. Moscow: Mysl' Publ.; 1990:69-100. (In Russ.).
3. Popadyuk R.V., Chistyakova A.A., Chumachenko S.I., Evstigneev O.I., Zaugol'nova L.B., Istomina I.I., Kiseleva L.L., Kostyaev S.A., Smirnova O.V., Toropova N.A., Frantsuzov A.V., Khanina L.G., Chernov N.I.,
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Yanitskaya T.O. Eastern European broad-leaved forests. Ed. by O.V. Smirnova. Moscow: Nauka Publ.; 1994. 364 p. (In Russ.).
4. Lukina N.V., Tikhonova E.V., Shevchenko N.E., Gornov A.V., Kuznetsova A.I., Geras'kina A.P., Smirnov V.E., Gornova M.V., Ruchinskaya E.V., Anishchenko L.N., Teben'kova D.N., Danilova M.A., Bakhmet O.N., Kryshen' A.M., Knyazeva S.V., Shashkov M.P. [et al.]. Carbon accumulation in forest soils and successional status of forests. Moscow: Association of Scientific Publications KMK Press; 2018. 232 p. (In Russ.).
5. 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 soil carbon stocks in coniferous-broad-leaved forests of the Northwestern Caucasus. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science. 2019;(3):163-176. (In Russ.).
6. Dymov A.A. The impact of clearcutting in boreal forests of Russia on soils: a review. Eurasian Soil Science. 2017;50(7):780-790.
7. Kazeev K.Sh., Poltoratskaya T.A., Yakimova A.S., Odobashyan M.Yu., Shkhapatsev A.K., Kolesnikov S.I. Post-fire changes in the biological properties of the brown soils in the Utrish state nature reserve (Russia). Nature Conservation Research. 2019;(4(S1)):93-104.
8. Mayer M., Prescott C.E., Abaker W.E.A., Augusto L., Cécillon L., Ferreira G.W.D., James J., Jandl R., Katzensteiner K., Laclau J.P., Laganiere J., Nouvellon Y., Paré D., Stanturf J.A., Vanguelova E.I., Vesterdal L. Tamm Review: Influence of forest management activities on soil organic carbon stocks: A knowledge synthesis. Forest Ecology and Management. 2020;466:118-127.
9. Ivonin V.M., Terteryan A.V. Soil Erosion During Rainstorms in the Second Growth of the Northwest Caucasus. Izv. vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurn. = Bulletin of Higher Educational Institutions. Russian Forestry Journal. 2015;(1):54-61. (In Russ.).
10. Kazeev K.Sh., Ter-Misakyants T.A., Kuznetsova Yu.S., Polyakov A.I., Kutuzova I.V., Mazanko M.S., Prudnikova M.V., Kolesnikov S.I. Effect of deforestation on the biological properties of mountain soil of Western Caucasus. Politematicheskii setevoi elektronnyi nauch. zhurn. Kubanskogo gos. agrarnogo un-ta (Nauchnyi zhurnal KubGAU) = Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2012;(8):1059-1069. (In Russ.).
11. Kazeev K.Sh., Soldatov V.P., Shkhapatsev A.K., Shevchenko N.E., Grabenko E.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;(4):426-436. (In Russ.).
12. Soldatov V.P., Shkhapatsev A.K., Kazeev K.Sh., Azarenko M.A., Kolesnikov S.I. Enzyme activity and humus content in post-forest soils of Adygea. AgroEcoInfo. 2020;(3):1-20. (In Russ.).
13. 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. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki = Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2020;(4):105-111. (In Russ.).
14. Shkhapatsev A.K., Soldatov V.P., Kazeev K.Sh., Grabenko E.A., Kolesnikov S.I. Biological Activity of Soils of Low-Mountain Reliefs in Adygeya after Forest Felling. Indian Journal of Ecology. 2021;48(5):1383-1388.
15. Creamer R.E., Hannula S.E., Van Leeuwen J.P., Stone D., Rutgers M., Schmelz R.M., De Ruiter P.C., Hendriksen N.B., Bolger T., Bouffaud M.L., Buee M., Carvalho F., Costa D., Dirilgen T., Francisco R., Griffiths B.S., Griffiths R., Martin F., Da Silva M.P., Mendes S., Morais P.V., Pereira C., Philippot L., Plassart P., Redecker D., Römbke J., Sousa J.P., Wouterse M., Lemanceau P. Ecological network analysis reveals the inter-connection between soil biodiversity and ecosystem function as affected by land use across Europe . Applied Soil Ecology. 2016;97:112-124.
16. 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. Eurasian Soil Science. 2022;55(2):221-234.
17. 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;6:17-34.
18. Sinsabaugh R.L., Lauber C.L., Weintraub M.N., Ahmed B., Allison S.D., Crenshaw C., Contosta A.R., Cusack D., Frey S., Gallo M.E., Gartner T.B., Hobbie S.E., Holland K., Keeler B.L., Powers J.S., Stursova M., Takacs-Vesbach C., Waldrop M.P., Wallenstein M.D., Zak D.R., Zeglin L.H. Stoichiometry of soil enzyme activity at global scale. Ecology Letters. 2008; 11:1252-1264.
19. Faizova V.I. Enzymatic activity of chernozems of the Central Ciscaucasia. Vestn. APKStavropol'ya = Bulletin of the APK of Stavropol. 2014;(3):154-157. (In Russ.).
20. Gorobtsova O.N., Uligova T.S., Gedgafova F.V., Tembotov R.Kh., Khakunova E.M. Biological Activity of Soils of the Deciduous Forests Belt in Central Caucasus. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science. 2021;(1):78-92.
21. Trasar-Cepeda C., Leiro M.C., Gil-Sotres F. Hydrolytic enzyme activities in agricultural and forest soils. Some implications for their use as indicators of soil quality. Soil Biology & Biochemistry. 2008;40:2146-2155.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
22. Kazeev K.Sh., Trushkov A.V., Odabashian M.Yu., Kolesnikov S.I. Postagrogenic Changes in the Enzyme Activity and Organic Carbon Content in Chernozem during the First Three Years of Fallow Regime. Eurasian Soil Science. 2020;53(7):995-1003.
23. Kolesnikov S., Timoshenko А., Minnikova T., Tsepina N., Kazeev K., Akimenko Y., Zhadobin A., Shu-vaeva V., Rajput V.D., Mandzhieva S., Sushkova S., Minkina T., Dudnikova T., Mazarji M., Alamri S., Siddiqui M.H., Singh R.K. Impact of Metal-Based Nanoparticles on Cambisol Microbial Functionality, Enzyme Activity, and Plant Growth. Plants. 2021;10:2080.
24. Kolesnikov S., Minnikova T., Kazeev K., Akimenko Y., Evstegneeva N. Assessment of the Ecotoxicity of Pollution by Potentially Toxic Elements by Biological Indicators of Haplic Chernozem of Southern Russia (Rostov region). Water, Air, & Soil Pollution. 2022;233:18.
25. Hugh H.A.L. Soil extracellular enzyme dynamics in a changing climate. Soil Biology and Biochemistry. 2012;47:53-59.
26. Kivlin S.N., Treseder K.K. Soil extracellular enzyme activities correspond with abiotic factors more than fungal community composition. Biogeochemistry. 2014;117:23-37.
27. Kazeev K.S., Kozun' Y.S., Kolesnikov S.I. Applying an integral index to evaluate the spatial differentiation of biological properties of soils along an aridity gradient in the south of Russia. Contemporary Problems of Ecology. 2015;8(1):91-98.
28. Kozun Y.S., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Climatic gradients of biological properties of zonal soils of natural lands. Geoderma. 2022;425:116031.
29. Kazeev K., Vilkova V., Shkhapatsev A., Bykhalova O., Rudenok Y., Nizhelskiy M., Kolesnikov S., Minkina T., Sushkova S., Mandzhieva S., Rajput V.D. Consequences of the catastrophic wildfire in 2020 for the soil cover of the Utrish State Nature Reserve. Sains Tanah Journal of Soil Science and Agroclimatology. 2022;19(1):52-59.
30. Raiesi F., Pejman M. Assessment of post-wildfire soil quality and its recovery in semi-arid upland rangelands in Central Iran through selecting the minimum data set and quantitative soil quality index. Catena. 2021;201:105202.
31. Vilkova V.V., Kazeev K.S., Kolesnikov S.I., Shkhapatsev A.K. Reaction of the Enzymatic Activity of Soils of Xerophytic Forests on the Black Sea Coast in the Caucasus to the Pyrogenic Impact. Arid Ecosystems. 2022;12(1):93-98.
32. Val'kov V.F., Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I. Soils of the South of Russia. Rostov-on-Don: Everest Publ.; 2008. 276 p. (In Russ.).
33. Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Akimenko Yu.V., Dadenko E.V. Methods of biodiagnostics of terrestrial ecosystems. Rostov-on-Don: Southern Federal University Press; 2016. 356 p. (In Russ.).
34. Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Valkov V.F. Soil biology of the South of Russia. Rostov-on-Don: TsVVR Publ.; 2004. 350 p. (In Russ.).
Информация об авторах
А.К. Шхапацев - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, декан факультета аграрных технологий. Е.А. Грабенко - кандидат географических наук, научный сотрудник.
К.Ш. Казеев - доктор биологических наук, профессор, кафедра экологии и природопользования, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
Information about the authors
A.K. Shkhapatsev - Candidate of Science (Agricultural Sciences), Associate Professor, Dean of the Faculty of Agricultural Technologies.
E.A. Grabenko - Candidate of Science (Geography), Researcher.
K.Sh. Kazeev - Doctor of Science (Biology), Professor, Department of Ecology and Nature Management, Academy of Biology and Biotechnology.
Статья поступила в редакцию 05.08.2022; одобрена после рецензирования 30.08.2022; принята к публикации 15.11.2022. The article was submitted 05.08.2022; approved after reviewing 30.08.2022; accepted for publication 15.11.2022.
