Газопродукционная активность (СО2) и микробная биомасса городских почв разных функциональных зон Москвы1
Иващенко К.В.1, Васенёв В.И.2
Аспирант
1Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино, Россия
Старший научный сотрудник, к.б.н.
2Лаборатория агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем, РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, г. Москва, Россия
Е-mail: ivashchenko-kv@rambler.ru
Почва – один из важных элементов наземной экосистемы, выполняющий ключевые функции в биосфере. Современное интенсивное землепользование, в том числе и постоянно растущая площадь городов, приводит к деградации и нарушению экологического функционирования почвенного покрова. В городах происходит тесный контакт человека с окружающей средой, а нарушения экологического функционирования наиболее заметны. Так, площадь воздействия Москвы превышает его территорию в 20-50 раз. Наиболее чувствительным компонентом почвы к внешним воздействиям являются почвенные микроорганизмы, которые определяют круговорот элементов питания и газообмен с атмосферой. Поэтому изучение микробного пула и его газопродукционной активности (продуцирование СО2 – одного из основных парниковых газов) в условиях городской среды мегаполиса является актуальной научной задачей.
Изучены городские почвы (преимущественно конструктозёмы) трех ландшафтных округов Москвы. В каждом округе диагностировали рекреационную (
Р), селитебную (
С) и промышленную (
П)
функциональные зоны, а в каждой зоне выбирали по пять пространственно-удаленных точек (GPS), в которых отбирали образцы (почвенным буром) из верхнего минерального 10 см слоя и с глубины 10-150 см (смешанный). В почвенных образцах (всего 105) определяли содержание углерода микробной биомассы (С
мик, метод субстрат-индуцированного дыхания), скорость микробного дыхания (МД) и физико-химические параметры (С
орг, pH, N, P, K, Сu, Pb, Cd, Ni, Zn, гранулометрический состав). Рассчитывали интегральные микробиологические показатели МД / С
мик =
qCO
2 и С
мик / С
орг, которые характеризуют экофизиологическое состояние микробного компонента и «качество» органического вещества почвы соответственно.
Почвы (0-10 см) песчано-тяжелосуглинистые, pHKCl (4.0-8.2), Сорг (1.23-11.53%), NH4+, NO3-, P2O5, K+ – 5-25, 3.5-53, 35-2335, 25-259 мг кг-1 соответственно. Содержание Cu, Cd и Ni в почвах не превышало ОДК, а Zn и Pb – превышало в 1.5-2.1 и 1.7-2.2 раза соответственно. Содержание Смик в городской почве составило 75-778 мкг С г-1, МД – 0.16-2.37 мкг СО2-С г-1 ч-1 (различие 10 и 15 раз соответственно). Средние величины Смик разных функциональных зон (для каждого округа отдельно) достоверно не различались, а МД – различались (в П зоне на 43% меньше, чем в соответствующей Р). Показатель qCO2 изменялся незначительно (1.40-3.07 мкг СО2-С мг-1Смик ч-1), а отношение Смик / Сорг в почве П зон было в 1.5 раза меньше, чем таковое в соответствующих Р зонах. Вниз по профилю почв концентрация тяжёлых металлов и показатель pH менялись незначительно, отмечено снижение Сорг, NO3-, P2O5 и K+ (в 2 раза), а для NH4+ – увеличение в 1.5 раза. Показатели Смик, МД и Смик / Сорг снижались вниз по профилю (в 3.0-4.0, 1.8-4.1 и 1.8-1.9 раза соответственно), а значение qCO2 – практически не менялось. Выявлены особенности распределения содержания микробного компонента, его экофизиологического статуса и газопродукционной активности в почвах разных функциональных зон мегаполиса.