Диссертация (1154500), страница 12
Текст из файла (страница 12)
С помощью грамотного управления земельными ресурсами естьвозможность повысить содержание органического вещества в почве. Стратегическимявляется вопрос: в какой степени запасание органического вещества почвой способнокомпенсировать увеличение содержания СО2 в атмосфере (Kauppi et al., 2001). Без учетасельскохозяйственных земель площадь деградированных почв и экосистем в миреоценивается в 1216 млн га, на данных территориях почти полностью истощен запасорганических веществ, однако они обладают способностью поглощать углерод, исоответственно потенциалом к снижению темпов глобального изменения климата, данныефакты обосновывают необходимость введения восстановительных мероприятий ипринятия необходимой практики управления нарушенными землями.Стоит упомянуть также, что при образовании карьеров строительных материаловальбедо поверхности также меняется, Betts (2000) и Pielke (2001), утверждают, что врегионах, где имеется значительный покров снега, сведение лесов может бытькомпенсированоувеличениемповерхностногоальбедоиуменьшениемнагреваповерхности.
Однако данная точка зрения весьма сомнительна, поскольку было показано,что негативные последствия от сведения леса и дополнительных выбросов СО 2 вследствиеуничтожения экосистем преобладают над охлаждением поверхности, вызваннымизменением альбедо (Pongratz, et al, 2011).45Потенциальная способность почв накапливать углерод зависит от таких параметровкак содержание гуминовых веществ, физических характеристик почвы, климата иуправления (Lal, 2004).Факторами, повышающими содержание органических веществ в почве, являютсявысокое биоразнообразие почвенной фауны (Lavelle, 2000), количество и качестворастительной биомассы, поступающей в почву (Paustian и др., 1997), наличие питательныхвеществ (N, P, K, S), благоприятный водный и температурный режимы почв. Здороваяпочва «кишит» разнообразной биотой, которая включает в себя представителей всехгрупп микроорганизмов и грибов, зеленых водорослей и цианобактерий (Lee, 1991).
Помнению некоторых авторов, особую и наиболее важную роль в процессах увеличениядоли почвенного органического вещества играют дождевые черви, муравьи, отдельныеличинки насекомых и некоторые крупные животные, поскольку одним из наиболееважных результатов их жизнедеятельности являются «биотурбации». Такая активностьоказываетсильноевлияниенафизические(структура,пористость,аэрация,водопроницаемость и дренаж) и химические (содержание и круговорот питательныхвеществ) параметры почв.
Показано, что при всех прочих равных условиях в почве с болеевысоким уровнем разнообразия значительно выше содержание органического углерода(Lal, 2004). Стоит отметить, что одной из рекомендаций для увеличения биоразнообразияпочв является отказ от монокультурных посадок при восстановлении экосистем (Lavelle иPashanasi, 1989).
Почвенная биота является также поставщиком органических полимеров,которые образуют и стабилизируют микроагрегаты, что препятствует минерализацииорганического вещества и возвращению углерода в атмосферу. В частности, важную рольв агрегации почвы играют грибковые гифы и полисахариды микробного происхождения;дождевые черви, муравьи и термиты положительно влияют на структуру почвы иповышение аэрации (Lal and Akinremi, 1983).Одной из мер повышения стока органического углерода является посадкаазотфиксирующих растений. Некоторые авторы полагают, что высадка бобовых культурположительно сказывается на биоразнообразии и заметно увеличивает содержаниеорганических веществ в почве (Singh et al., 1998, Fullen and Auerswald, 1998; Uhlen andTveitnes, 1995).
Данные результаты подтверждают многие работы из разных стран(Drinkwater et al., 1998; Sainju et al., 2002; Franzluebbers et al., 2001b; Berzseny and Gyrffy,1997; Fullen and Auerswald, 1998; Johnston, 1973; Nilsson, 1986; Van Dijk, 1982; Smith et al.,1997). Секвенированию углекислоты из атмосферы будет способствовать и образованиевторичных карбонатов, но стоит учесть, что данные процессы более распространены взасушливых районах (Monger and Gallegos, 2000).46Принято считать, что леса занимают первое место по уровню секвестрацииуглекислого газа из атмосферы. Согласно исследованиям, проводившимся в НовойЗеландии, высадка сосны на бывших пастбищных участках привела к снижениюконцентрации органического углерода почв на 15% на глубине 12-18 см.
Авторы считают,что облесение привело к повышению уровня минерализации (Groenendijk et al., 2002).Восстановление сосны на пастбищах в Центральной Бразилии привело к похожемурезультату. Интересен факт, что в случаях, когда вместо сосны высаживали эвкалиптснижение концентрации почвенного органического вещества, не наблюдалось (Neufeldt etal., 2002). Нужно заметить, что большинство работ все же свидетельствуют о ведущейроли лесов в накоплении органического вещества, как в биомассе, так и в почве (Lulu andInsam, 2000; Nabuurs et al.,1997).К моменту рекультивации ранее снятый плодородный слой содержит гораздоменьшее количество органического вещества, чем было до нарушения.
Кромедополнительной эмиссии углекислого газа очевидной является проблема снижениякачества грунта, что в свою очередь будет снижать темпы восстановления экосистемы.Пул почвенного органического вещества может быть увеличен с помощью грамотныхметодов восстановления земель и использования снятого плодородного слоя.При добыче полезных ископаемых эмиссия углекислого газа в атмосферу будетпроисходить вне зависимости от типа субстрата вследствие уничтожения естественныхпочв и их последующей минерализации. Особого внимания заслуживают карьеры подобыче карбонатных пород, поскольку здесь происходит дополнительная эмиссия СО2.Почва является основным хранилищем азота, привносимого из органических,неорганических удобрений и атмосферы. Естественно существует и обратный потоказотистых соединений из почвы в атмосферу, как правило, в виде парниковых газов,оксидов азота и нитратов, поступающих в грунтовые воды.
Значительное увеличениесодержания азота в почве приводит к сокращению биоразнообразия (Stevens et al., 2004) иутечке азота в грунтовые воды, что приводит к эвтрофикации. С другой стороны,увеличение содержания азота в почве приводит к увеличению содержания углерода,поскольку увеличивается рост растений (Zaehle et al., 2011). Было показано, чтопотепление климата приводит к увеличению оборота почвенного углерода, но потеряпочвенного углерода была больше, чем компенсация за счет деятельности растенийблагодаря увеличению уровня минерализации азота (Melillo et al., 2011).
За последниедесятилетия существенно увеличилось содержание фосфора в почве во многих частяхмира (Bouwman et al., 2013). Долгое время фосфор рассматривался как неподвижныйэлемент, однако последние данные свидетельствуют о том, что выщелачивание фосфора и47поступление его в грунтовые воды может быть опасным процессом (Sorensen and Rubæk,2012). Влияние содержания фосфора в почвах на циклы углерода и азота до сих поростаются очень плохо изученными.
В качестве управления геохимическими процессами впочве важный аспект занимает вопрос создания рельефа. В одном из исследований эрозиибыло показано влияние ландшафта на перемещение углерода, фосфора и азота (Quinton etal., 2010), также отмечалось что уровень эмиссии тесно связан с положением даннойтерритории в ландшафте (Corre et al., 1996).Влияние почвы на растительностьРанее мы рассмотрели, как растительные сообщества влияют на процессыпедогенеза. В тоже время известно, что растительное сообщество, установившееся накарьере, зависит от параметров субстрата. Существует множество исследований, которыедостоверно установили приуроченность определенных видов растений к микроучасткампочвы с определенными параметрами субстрата (Рысин, Рысина, 1987; Онипченко и др.,1998).
Однако, причинно-следственная связь имеет очень сложный характер. В случаезлаковых сообществ в аридных регионах было явно установлено, что причинойгетерогенности субстратных характеристик являлись сами растительные сообщества(Burke et al., 1998). Группировки из разных видов злаковых сообществ оказывалиразличное влияние на процессы педогенеза, в частности на мощность почвенного профиляв альпийских луговых сообществах (Батчаева, 2003). Без специальных экспериментовдовольно сложно установить – растения ли это лучше развиваются на участках сопределенной неоднородностью, или же это параметры почвы приобретают наибольшуюнеоднородность вследствие жизнедеятельности растений.
Интересные эксперименты поданному вопросу были проведены в альпийских сообществах. Виды здесь частоформируют монодоминантные группировки на участках почвы с определеннымипараметрами. Исследователи искусственно удалили часть растений с типичныхместоообитаний, а на их место посадили семена других видов. В результате оказалось, чтов первую очередь выживание и прорастание видов определялись такими свойствамипочвы, как почвенная влажность, мощность, содержание микробного азота и отношениеC/N, они же были следствием неоднородности рельефа. Одновременно с этим, такиепараметры как скорость минерализации азота и содержание почвенных нитратов являютсяследствием жизнедеятельности самих растений, эти характеристики значительноменялись в течение сезона произрастания на участках пересаженных видов (Reynolds etal., 2003).
Богатство почвы оказывает влияние на пространственное распределениерастений и структуру сообществ, а также их видовой состав. Было показано, что48пространственная структура альпийских пустошей обусловлена именно гетерогенностьюпочвенных условий (Onipchenko, 1994; Павлов и др., 1998; Onipchenko et al., 2004).Современные перспективы рекультивации земельЭкологические изыскания, исследования и теории должны содействовать ииспользоваться в практике рекультивации земель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
