Интенсивность эмиссии СО2 почвами Селенгинского дельтового района Прибайкалья Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 631.433.3 ББК 40.3

Е. Ю. Мильхеев

кандидат биологических наук, Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук (Улан-Удэ, Россия),

e-mail: evg-milh@rambler.ru

Э. В. Цыбикова кандидат биологических наук, доцент, Бурятский государственный университет (Улан-Удэ, Россия),

e-mail: bgf.deck@yandex.ru Е. Э. Валова кандидат географических наук, доцент, Бурятский государственный университет (Улан-Удэ, Россия),

e-mail: elena-valova@yandex.ru

Интенсивность эмиссии СО2 почвами Селенгинского дельтового района Прибайкалья

Исследована сезонная динамика продуцирования углекислоты из почв Селенгинского дельтового района. В течение вегетационного сезона определяющую роль в изменениях скорости выделения СО2 играет температура почвы, а связь между влажностью и интенсивностью дыхания почвы является достоверной лишь в начале вегетационного сезона. На луговых почвах максимальные за вегетацию значения эмиссии СО2 составили - 45 г СО2/м2 сут, для дерновых лесных почв этот показатель не превысил - 34 г СО2/м2 сут за весь период наблюдения. Общий сезонный максимум эмиссии углекислоты приходится на период максимального роста растений либо совпадает с моментом интенсивного поступления растительного опада в почву.

Ключевые слова: эмиссия СО2, луговые почвы, дерновые лесные почвы, гидротермические показатели почв, Прибайкалье.

E. Yu. Milkheev

Candidate of Biology, Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Ulan-Ude, Russia),

e-mail: evg-milh@rambler.ru E. V. Tsybikova Candidate of Biology, associate professor, Buryat State University (Ulan-Ude, Russia), e-mail: bgf.deck @yandex.ru E. E. Valova

Candidate of Geography, associate professor, Buryat State University (Ulan-Ude, Russia), e-mail: elena-valova@yandex.ru

СО2 Emission Intensity by the Selenga Delta Soils in the Baikal Region

The authors examine the seasonal dynamics of carbon dioxide production by the Selenga delta area soils. The soil temperature plays a key role in changes of the CO2 emission rate during the entire vegetative season, whereas a relationship between soil respiration intensity and humidity is relevant only at the beginning of the vegetative season. Meadow soils during the growing season showed the maximum CO2 level emissions - up to 45 g CO2/m2 per day. For soddy forest soils this indicator did not exceed 34 g CO2/ m2 per day during the entire monitoring period. The total seasonal maximum emission of carbon dioxide occurs during the maximal plant growth or coincides with the intensive plant residues in the soil.

Keywords: CO2 emission, meadow soils, soddy forest soils, soil hydrothermal indices, the Baikal Region.

© Е. Ю. Мильхеев, Э. В. Цыбикова, Е. Э. Валова, 2012

Естественные науки

Вклад экосистем России в устойчивость биосферы и глобального климата, безусловно, значим и в настоящее время недостаточно оценен. Здесь находятся имеющие глобальное значение стоки и источники, а также резервуары углерода. По некоторым оценкам, здесь же присутствует центр наземного нетто-стока СО2 и накопления органического углерода [2]. Одним из аспектов этой проблемы является установление изменений интенсивности аккумуляции и выделения углерода при климатических флуктуациях. Особенно важным это становится при оценке возможного влияния ожидаемых изменений климата на баланс углерода в экосистемах. Поэтому, необходим постоянный контроль баланса углерода в экосистемах и оценка его изменений в условиях меняющейся природной среды, климата, смены землепользования и уровня агротехники.

Целью настоящей работы была оценка скорости эмиссии СО2 из почв дельтовой части р. Селенги в бассейне озера Байкал.

Материалы и методы. Селенгинский дельтовый район является частью объекта Всемирного природного наследия - озера Байкал и прилегающей к нему территории. Почвы района формируются в транзитно-аккумулятивных элементарных ландшафтах в условиях континентального климата Восточной Сибири, несколько преобразованного влиянием озера Байкал. Климат характеризуется большими амплитудами температуры воздуха в течение суток и года. Средняя годовая температура воздуха равна - 1,2 оС. Годовое количество осадков составляет 315 мм (40-50% от общей суммы осадков приходится на июль и август) [1].

Объектами мониторинговых исследований были: дерновые лесные (Сгум 4.3%, pH Н2О 6.5) и луговые (Сгум 7.4%, pH Н20 8.3) почвы дельтовой части р. Селенга. Исследования проводили в 2007-2009 гг. с мая по октябрь в режиме оперативного мониторинга с интервалом 7-10 суток. Эмиссию СО2 из почв определяли абсорбционным методом [4] и на портативном инфракрасном газоанализаторе «0птогаз-500.4», одновременно измеряли температуру и влажность почвы.

Результаты и их обсуждение. Результаты мониторинговых наблюдений за эмиссией СО2 из почв свидетельствуют о том, что эта величина определяется, главным образом, погодными условиями года. Пики эмиссии имели вид кривых с максимальными значениями в середине лета или смещёнными на начало или конец вегетации растений с минимумом в засушливый период (рис. 1).

Рис. 1. Сезонная динамика потоков СО2 из дерновых лесных и луговых почв

Начало вегетационного сезона во все годы наблюдений характеризовалось одинаково низкой скоростью эмиссии двуокиси углерода: 6,8 - на дерновой лесной и 11,5 г СО2/м2 сут на луговой почвах. Биологическая активность, обусловленная пониженной температурой в исследуемых почвах, в этот период была невысокой. В таких условиях углекислый газ также мог сорбироваться в почве [4]. Дальнейшее прогревание почв сопровождалось резким всплеском эмиссии СО2, которая достигла максимальных за вегетацию значений: на луговых почвах - 45 г СО2/м2 сут, когда почва прогрелась до 18-20 оС, что несомненно сказалось на продуцировании углекислоты. Максимальные показатели продуцирования СО2 для дерновых лесных почв оказались вдвое ниже и не превысили 34 г/м2 сут за весь период вегетации. Температура +10 оС в дерновых лесных почвах отмечается на 15-20 дней позже, чем в луговых, и в течение мая-июня она на 4-5 оС ниже. Во второй половине лета вследствие постепенного прогревания лугово-черноземной почвы температурный режим выравнивается.

Выводы. Таким образом, дыхание почв определяется погодно-климатическими условиями местности и особенностями гидротермического режима каждого конкретного периода вегетационного сезона. Общий сезонный максимум эмиссии углекислоты приходится на период максимального роста растений либо совпадает с моментом интенсивного разложения вновь поступившего растительного опада. В условиях дефицита тепла и неустойчивого увлажнения кривой динамики эмиссии СО2 характерны чередующиеся подъёмы и спады. Основным фактором, влияющим на скорость выделения СО2 является температура почвы, а связь между влажностью и интенсивностью дыхания почвы является достоверной лишь в начале вегетационного сезона.

Список литературы

1. Жуков В. М. Климат Бурятской АССР. Улан-Удэ : Бурят. кн. изд-во, 1960. 188 с.

2. Заварзин Г. А. Предисловие // Дыхание почвы. Пущино : ПНЦ РАН, 1993. С. 1-10.

3. Федоров-Давыдов Д. Г., Гиличинский Д. А. Особенности динамики выделения СО2 из мерзлотных почв // Дыхание почвы. Пущино : НЦБИ РАН, 1993. С. 76-101.

4. Шарков И. Н. Определение интенсивности продуцирования СО2 почвой адсорбционным методом // Почвоведение. 1984. № 7. С. 136-143.

Рукопись поступила в редакцию 23.11.2011