реферат. Реферат почва. Экспериментальное изучение дыхания почвы
 Скачать 34.22 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
РЕФЕРАТ
Оглавление Введение………………………………………..…………………………………………………...3 Актуальность проблемы………………...…………………………………………………………4 Экспериментальный метод исследования………………………………………………………...5 Заключение………………………………………………………………………………………….8 Список использованных источников……………………………………………………………...9 Введение В глобальных изменениях природной среды и климата ведущая роль принадлежит циклу углерода, с которым связаны биогеохимические циклы остальных элементов, а через парниковый эффект и состояние атмосферы, обусловливающее климат, отсюда и изменение продуктивности природных и искусственных экосистем. Цикл углерода в наземных системах определяется балансом между поглощением CO2 наземной растительностью (на создание органического вещества) и выделением углекислого газа при дыхании почв. Существует мнение, что углекислый газ атмосферы на 90% имеет почвенное происхождение, это позволяет утверждать, что почвенный покров Земли представляет собой мощный источник углекислоты. Интегрирующий показатель «дыхание почвы» представляет собой суммарную продукцию СО 2 почвенных микроорганизмов, производимую в результате разложения и окисления органического вещества почвенной фауной и корневыми системами растений. Эмиссия углекислого газа — процесс, характеризующий выделение СО2 с поверхности почвы в атмосферу. Обычно при оценке дыхания почв авторами оценивается общая эмиссия СО2 с поверхности почвы, и одна величина объективно отражает другую . В то же время почва сама служит резервуаром, аккумулирующим углекислоту. Углерод, накапливающийся и содержащийся в гумусе почв, может служить стоком углекислого газа в течение сотен лет. Другим резервуаром углекислоты в наземных экосистемах служат болота, в которых изъятие углерода происходит тысячи лет. Оценка размеров пула углерода в болотах Северной Евразии составляет 113,5 млрд т. Педогенные карбонаты в зависимости от условий могут аккумулировать или отдавать углекислый газ в почвенный воздух. Методологической основой при составлении карты послужила известная зависимость скорости разложения органического вещества в почвах и интенсивности продуцирования ими СО2 от биоклиматических условий их формирования. При составлении карты использованы опубликованные базы данных по дыханию почв России, За основу приняты контуры почвенной карты Актуальность проблемы Актуальность проблемы. Почвенное дыхание (дыхание почвы, почвенный газообмен) представляет собой один из основных процессов в глобальном цикле углерода на нашей планете. В научной литературе еще недостаточно раскрыта суть этого исключительного природного явления, его роль в биосфере. Даже на уровне отдельных почв или почвенных типов эколого-функциональные связи почвенного дыхания с факторами среды не систематизированы. Нет обобщающих публикаций. Сложившееся положение становится более понятно, если принять во внимание, что мы имеем дело с многогранным, многокомпонентным процессом. Чисто практический интерес к почвенному дыханию как показателю, характеризующему в какой-то мере биологическую активность почвы, не способствовал развитию более глубоких научных знаний в этой области. Почвенный покров планеты, «геодерма», выполняет множественные экологические функции в биосфере, поддерживая постоянное взаимодействие, обмен веществом и энергией между атмосферой, поверхностными водами и литосферой. Современные экологические проблемы, одна из которых накопление парниковых газов в атмосфере и связанные с этим изменения окружающей среды и климата, поставили перед обществом ряд практических и научных задач. Слабая изученность функции почвенного газообмена, как на уровне отдельных структурных элементов – биогеоценозов, так и на уровне биогеосферы делает совершенно необходимыми исследования в этой области. Дыхание почвы представляет собой сложное, многофункциональное природное явление, проявляющееся в процессах газообмена между основными компонентами биогеосферы, почвообразования, трансформации геологических пород, диссипации энергии, накопленной в почвенном органическом веществе и биомассе почвообитающих организмов. Экспериментальный метод исследования Почвоведы РУДН выявили прямую корреляцию между скоростью образования почвой углекислого газа, именуемой эмиссией СО2, и содержанием в ней биомассы микроорганизмов. Известно, что эмиссия СО2 из почвы обусловлена в основном дыханием почвенных микроорганизмов и корней растений. Чем больше почва выделяет СО2, тем, как правило, большую биомассу микроорганизмов она содержит. Показано, что эмиссия СО2 черноземом разных экосистем (или разных типов землепользования) коррелирует с содержанием микробной биомассы, а наиболее тесно — со скоростью его микробного дыхания. А почва с хорошими микробными свойствами обладает «лучшим качеством», более плодородна, обеспечивает наибольшую урожайность сельскохозяйственных культур и другой растительной биомассы. Исследования, связанные с одновременным измерением эмиссии СО2 из почвы разного землепользования и ее микробными свойствами, проводятся не столь часто, а результаты таких исследований во многом бывают противоречивыми. Поэтому для изучения возможной взаимосвязи этих показателей почвоведы из РУДН совместно с коллегами из ИФХиПП РАН (Пущино) проанализировали черноземные почвы целинной степи, широколиственного леса, чистого пара и города, локализованные в лесостепной зоне европейской России (Курская область). Преобразование естественных экосистем в пахотные и городские приводит к ухудшению функционирования почвенного микробного сообщества и выражается в уменьшении его биомассы и ее дыхательной активности. Принимая во внимание, что не менее половины потока СО2 с поверхности почвы в атмосферу обеспечивается дыханием почвенных микроорганизмов (образование СО2), а трансформация наземных экосистем сопровождается, как правило, ухудшением функционирования почвенного микробного сообщества (уменьшение биомассы, угнетение дыхательной активности) и снижением содержания доступного почвенного органического углерода, почвоведы выдвинули научную гипотезу о том, что между эмиссией СО2 из почвы и ее микробными свойствами должна быть определенная взаимосвязь. Ежемесячно с мая по октябрь почвоведы РУДН измеряли в естественных условиях эмиссию СО2 чернозема степи некосимой, леса (дубрава), чистого пара и луга (расположен в городе). Эмиссию СО2 с поверхности почвы определяли методом закрытой камеры с помощью инфракрасного газоанализатора. Сразу после измерения эмиссионной активности почвы были отобраны ее образцы из верхнего 10-ти см слоя, которые затем доставляли в лабораторию для измерения микробиологических показателей. Содержание углерода микробной биомассы (СМИК) анализировали с помощью метода субстрат-индуцированного дыхания, который основан на дыхательном отклике почвенных микроорганизмов на внесение в почву одного из основных метаболитов разложения растительного опада — глюкозы. Микробное дыхание (МД) почвенных микроорганизмов определяли в образцах почвы без корней растений, которые удалены их просеиванием. Заключение Исследование продемонстрировало, что эмиссия СО2 с поверхности почвы изученных экосистем в течение вегетационного периода положительно коррелировала с содержанием СМИК и МД верхнего 10-ти см слоя почвы (r=0,56 и 0,74 соответственно). Проведенный регрессионный анализ экспериментальных данных показал, что эмиссия СО2 с поверхности чернозема разного землепользования в течение вегетационного периода определялась содержанием СМИК на 52% и величиной МД — уже на 78%. Иными словами, эмиссионная активность чернозема разного землепользования связана с обогащенностью почвы микроорганизмами и, в большей степени, их дыхательной активностью, которая, в свою очередь, зависела и от климатических условий (температура, влажность). Таким образом, для лесостепной подзоны европейской России между эмиссией СО2 из почвы разного типа землепользования и ее микробными свойствами выявлена тесная корреляция и регрессионная взаимосвязь, что может быть весьма востребовано для прогнозирования этого процесса на определенной территории с разными экосистемами. Полученные экспериментальные результаты могут быть использованы и для более рационального ведения сельского хозяйства. Исследования почвоведов РУДН показали, что эмиссия СО2 из почвы разных экосистем может быть рассчитана на основе экспериментальных данных —микробного дыхания для верхнего наиболее биогенного 10-сантиметрового слоя почвы. Такие результаты будут полезны для оценки эмиссии СО2 из почвы для более широкого ряда экосистем (типов землепользования) лесостепной растительной подзоны. Иными словами, отбор проб почвы на протяжении вегетационного периода с последующим измерением их микробного дыхания в лабораторных условиях может служить основой для расчета эмиссионной активности почвы на определенной территории. Почвенный покров России, занимающий 11,5% суши Земли, эмитирует в атмосферу 6,3% от глобальной почвенной эмиссии СО2 . Однако, полученную величину суммарной эмиссии нельзя назвать окончательной, так как недостаточно фактического материала по дыханию отдельных типов почв, особенно на территории Восточной Сибири. Список использованной литературы: Статья rudn.ru 18.09ю2020 НАУМОВ Алексей Владимирович ДЫХАНИЕ ПОЧВЫ: СОСТАВЛЯЮЩИЕ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ, ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ 03.00.27 – почвоведение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Томск – 2004 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||