Введение 4
1. Обзор литературы 6
1.1. Биологическая активность почв и факторы, влияющие на нее 6
1.2. Методы определения биологической активности почв 7
1.3. Микробиологическая активность почв 8
1.4. Ферментативная активность почв 9
1.5. Трофическая активность почвенных беспозвоночных 11
1.6. Морфологические индикаторы интенсивности биологических процессов 13
2. Природные условия исследуемого района 15
2.1. Климат 15
2.2. Рельеф 16
2.3. Почвообразующие породы 17
2.4. Растительный покров 17
3. Объекты и методы 20
3.1. Анализ изменения климатических показателей в период проведения исследований...20
3.2. Растительный покров ППЭМ «Гришкино» 22
3.3. Описание макрофауны полигона ПЭМ «Гришкино» 23
3.4. Описание опорных разрезов 23
3.5. Методы исследования 27
4. Результаты и обсуждения 30
4.1. Морфофункциональная характеристика подстилок 30
4.2. Трофическая активность почвенных сапрофагов 32
4.3. Дыхание почв 35
4.4. Микробиологическая активность почв 36
4.5. Ферментативная активность почв 38
Выводы 39
Список литературы 41
Приложения 46
Важным индикатором экологического состояния природных экосистем является биологическая активность почв. Она определяет интенсивность трансформации органических веществ и разрушения минералов, а также в целом характеризует скорость и направление процессов превращения вещества и энергии (Нечаева и др., 2015). Естественные глобальные процессы изменения природной среды и климата наряду с антропогенным воздействием вызывают изменения биологической активности почв, что влечет за собой неизбежное изменение круговорота биогенных макроэлементов (Чимитдоржиева и др., 2022).
Большинство работ по изучению биологической активности почв проводятся с целью выявления последствий окультуривания или техногенного загрязнения. Работ, посвященных исследованию биологической активности почв естественных экосистем, типичных для Северо-Запада России, проведено крайне мало.
Перспективной территорией для изучения биологической активности естественных экосистем Ленинградской области может служить Лисинский учебно-опытный лесхоз. За многолетнюю историю исследований были собраны многочисленный данные о почвенном покрове лесхоза. Первые значительные исследования были проведены А.А. Роде в 1926¬1929 гг. (Роде, 1931). В дальнейшем в разные годы изучением почв лесхоза занимались такие известные почвоведы, как И.В. Тюрин, В.В. Пономарева и Л.Н. Благовидов (Полигоны..., 2021). Кроме того, в 1996 г. Лисинскому лесничеству был присвоен статус регионального комплексного заказника, что определяет его ценность при проведении мониторинговых исследований (Постановление..., 1996). В связи с этим в 2012-2013 годах на территории лесхоза были заложены мониторинговые площадки, представленные 10-ю полигонами почвенно-экологического мониторинга (1111ЭМ) (Апарин и др., 2016).
Одним из заложенных полигонов почвенно-экологического мониторинга, является полигон «Гришкино», почвенный и растительный покровы которого впервые были исследованы в 1967 г. Г.Ф. Копосовым и Б.В. Надеждиным в рамках работ по изучению процессов заболачивания (Копосов, Надеждин, 1967). В 2021 году исследования на данном полигоне были возобновлены сотрудниками ЦМП им. В.В. Докучаева. Результатами исследования является комплексная характеристика почвенного покрова и растительности полигона, а также описание видового и группового состава его макропедофауны (Отчет., 2023). Однако, изучение биологической активности почв полигона и ее связи с почвенными условиями ранее не проводилось. Это определяет научную новизну настоящей работы. Полученные результаты могут служить основой для продолжения мониторинговых исследований, а также могут быть использованы для дополнения общей базы данных по ППЭМ «Гришкино».
Цель - изучить биологическую активность почв в градиенте увлажнения на полигоне почвенно-экологического мониторинга «Гришкино» (Ленинградская область, Лисинский учебно-опытный лесхоз).
Задачи:
- провести анализ факторов почвообразования, а также морфогенетических свойств почв ППЭМ «Гришкино»;
- исследовать морфофункциональные особенности подстилок почв полигона;
- оценить трофическую активность макро- и мезопедофауны;
- определить дыхание и ферментативную активность почв;
- оценить микробиологическую активность почв.
1. По мере продвижения по градиенту увлажнения от участка 1 к участку 3 отмечается увеличение мощности подстилки и степени ее оторфованности. Во всех почвах может быть выделен элювиальный горизонт, в разной степени прокрашенный потечным гумусом, что свидетельствует о признаках переувлажнения исследуемых почв. Минеральная часть также затронута процессами оглеения разной степени выраженности.
2. Анализ морфофункциональных особенностей подстилок почв полигона показал преобладание мор-форм гумуса с характерными следами преобладания грибного разложения. Единственным участком, на котором в подстилке зафиксированы признаки зоогенной переработки растительного опада, а также выделена модер-форма гумуса (Dysmoder), является участок 1, приуроченный к наиболее автоморфным почвам. На гидроморфных позициях на участке 3 отмечено увеличение мощности, а также степени оторфованности подстилки и, из-за наличия гидроморфных признаков, выделена Hydromor форма гумуса.
3. Интенсивность дыхания почв закономерно уменьшается при продвижении от участка 1 к участку 3. Наибольшая урезаная активность отмечена на участке 1. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что максимальная биологическая активность характерна для почв автоморфных позиций.
4. Общая степень потребления приманки, определённая по методу BLT, максимальна на участке 1, что свидетельствует о высокой трофической активности макро- и мезопедофауны в почвах на автоморфных позициях. Наиболее оптимальные условия функционирования почвенных беспозвоночных отмечены в середине вегетационного сезона.
5. Микробиологическая активность почв, оцененная с применением метода TBI, максимальна на участке 3, что не соответствует общей закономерности, установленной другими методами, и вероятнее всего связано с особенностями погодных условий вегетационного сезона 2023 г.
