Как трансформировались каштановые почвы Джаныбекской равнины в результате изменения климата?

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Время с середины 1970-х гг. выделяется как период современного глобального потепления, а 1976 г. условно принят за его начало. Территории южных и засушливых районов особенно чувствительны к климатическим изменениям, поэтому целью работы являлось выявить особенности потепления климата на территории Джаныбекской равнины и изменения свойств почв, связанные с установленными климатическими трендами. Объектом исследования является микрокатена каштановых солонцеватых почв (Someric Calcic Luvic Kastanozem (Loamic, Sodic) и Mollic Salic Calcic Solonetz (Loamic)) на территории Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН. Обобщены данные о климате изучаемой территории за период 1914–2021 гг. Выявлено, что в период 1976–2021 гг. по сравнению с периодом 1914–1975 гг. увеличились: среднегодовые температуры воздуха на 1°С и Σp (сумма осадков) на 18,3 мм; среднемноголетняя температура холодного периода на 1.5°С; среднемноголетняя Σp теплого периода на 39.5 мм. С применением полевых, микроморфологических, химических методов установлено, что за последние 54 года уровень грунтовых вод поднялся на 1 м, минерализация и засоленность вод увеличилась минимум в 2 раза, усилилось засоление и окарбоначивание изученных почв, увеличилась глубина их проработки почвенной мезофауной и глубина проникновения корней, что пока не отразилось в содержании органического углерода. При сохранении выявленных трендов климата ожидается, что изученные почвы станут засоленными и карбонатными с поверхности, а также увеличится содержание и запас углерода, однако для подтверждения таких изменений требуется продолжение и расширение стационарных наблюдений.

Об авторах

О. О. Плотникова

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Автор, ответственный за переписку.
Email: mrs.plotnikova@mail.ru
Россия, Москва

М. П. Лебедева

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Email: mrs.plotnikova@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Колесников

Почвенный институт им. В.В. Докучаева; Институт лесоведения РАН

Email: mrs.plotnikova@mail.ru
Россия, Москва; Успенское

А. Е. Каганова

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Email: mrs.plotnikova@mail.ru
Россия, Москва

П. Р. Цымбарович

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Email: mrs.plotnikova@mail.ru
Россия, Москва

Д. С. Комкова

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Email: mrs.plotnikova@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ванюшина А.Я., Травникова Л.С., Шаймухаметов М.Ш. Термодинамическая характеристика обмена Са–Na в слитых и сопряженных с ними зональных почвах // Почвоведение. 1998. № 2 С. 176–185.
  2. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд-во МГУ, 1998. 272 с.
  3. Всеволодова-Перель Т.С., Колесников А.В. Количественная характеристика мезофауны почв солонцового комплекса полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2010. № 11. С. 1381–1386.
  4. Гедройц К.К. Избр. соч. Т. 2. Химический анализ почвы. М.: Сельхозгиз, 1955. 616 с.
  5. Герасимова М.И., Ковда И.В., Лебедева М.П., Турсина Т.В. Микроморфологические термины как отражение современного состояния исследований микростроения почв // Почвоведение. 2011. № 7. С. 804–817.
  6. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. 275 с.
  7. Иванов Н.Н. Об определении величин испаряемости // Изв. Всесоюзного географического общества. 1954. Т. 86. № 2. С. 189–196.
  8. Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. М.: Изд-во Акад. наук СССР,,1958. 192 с.
  9. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  10. Колесников А.В. Закономерности катионного обмена в целинных и мелиорированных лугово-каштановых почв Северного Прикаспия (на примере почв Джаныбекского стационара). Дис. … канд. биол. наук. М., 2004. 266 с.
  11. Колесников А.В., Соколова Т.А., Сиземская М.Л. Характеристика поглощающего комплекса лугово-каштановых почв Северного Прикаспия (Джаныбекский стационар) // Почвоведение. 2006. № 2. С. 179–189.
  12. Лебедева М.П., Конюшкова М.В. Временны́е изменения микропризнаков в целинных и мелиорированных солонцах Джаныбекского стационара // Почвоведение. 2011. № 7. С. 818–831.
  13. Лебедева М.П., Конюшкова М.В., Колесников А.В., Хохлов С.Ф. Мониторинг изменений свойств целинного солонца Джаныбекского стационара по данным микроморфологических исследований // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2016. № 83. С. 118–139.
  14. Минкин М.Б., Бабушкин В.М., Садименко П.А. Солонцы юго-востока Ростовской области. Ростов-на- Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 1980. 272 с.
  15. Молодцов В.А., Игнатова В.П. Об определении состава поглощенных оснований в засоленных почвах // Почвоведение. 1975. № 6. С. 123–127.
  16. Плотникова О.О., Лебедева М.П., Цымбарович П.Р., Девятых В.А. Микроморфологическая характеристика почв солонцового комплекса (Джаныбекская равнина) // Почвоведение. 2023. № 3. С. 380–392. https://doi.org/10.31857/S0032180X22601128.
  17. Понизовский А.А., Иванова С.А. Влияние рН раствора на равновесие обмена Са-Na в почвах // Почвоведение. 1990. № 8. С. 53–60.
  18. Роде А.А., Польский М.Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 1961. Т. 56. С. 3–214.
  19. Романенков В.А. Изменение почвенно-поглощающего комплекса солончаковых солонцов при мелиорации // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 48–59.
  20. Руководство по описанию почв. Рим: Продовольств. и с.-х. орг. Объед. Наций, 2012. 101 с.
  21. Сапанов М.К. Особенности и экологические последствия потепления климата в полупустыне Северного Прикаспия // Поволжский экологический журнал. 2021. № 1. С. 64–78. https://doi.org/10.35885/1684-7318–2021-1-64-78
  22. Сиземская М.Л. Изменение морфологии и солевого состояния почв солонцового комплекса Северного Прикаспия под влиянием агролесомелиорации. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М, 1990. 24 с.
  23. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Современное состояние экосистем и стратегия адаптивного природопользования в полупустыне Северного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. № 5. С. 15–24.
  24. Соколова Т.А., Дронова Т.А., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. Тула: Гриф и К, 2005. 336 с.
  25. Соколова Т.А., Сиземская М.Л., Сапанов М.К., Толпешта И.И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбекского стационара за последние 40–50 лет // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1328–1339.
  26. Таргульян В.О., Горячкин С.В. Память почв: Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 672 с.
  27. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / Под ред. Катцова В.М. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 676 с.
  28. Хитров Н.Б., Герасимова М.И. Диагностические горизонты в классификации почв России: версия 2021 г. // Почвоведение. 2021. № 8. С. 899–910. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080098
  29. Хитров Н.Б., Герасимова М.И. Предлагаемые изменения в классификации почв России: диагностические признаки и почвообразующие породы // Почвоведение. 2022. № 1. С. 3–14. https://doi.org/10.31857/S0032180X22010087
  30. Шаймухаметов М.Ш., Куракулов С.Н. Реакция обмена Са-Na в черноземах и прогнозирование влияния оросительных вод на некоторые их свойства // Почвоведение. 1990. № 3 С. 88–104.
  31. Corwin D.L. Climate change impacts on soil salinity in agricultural areas // Eur. J. Soil Sci. 2021. V. 72. № 2. P. 842–862.
  32. Filippi P., Minasny B., Cattle S.R. and Bishop T.F.A. Chapter four – monitoring and modeling soil change: the influence of human activity and climatic shifts on aspects of soil spatiotemporally // Advances in Agronomy. 2016. V. 139. P. 153–214 https://doi.org/10.1016/bs.agron.2016.06.001
  33. Hatfield J.L., Antle J., Garrett K.A., Izaurralde R.C., Mader T., Marshall E., Nearing M., Philip Robertson G. and Ziska L. Indicators of climate change in agricultural systems // Climatic Change. 2020. V. 163. P. 1719–1732.
  34. IUSS Working Group WRB 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps (World Soil Resources Reports no 106) (Rome: FAO)
  35. Kirschbaum M.U.F. The temperature dependence of soil organic matter decomposition, and the effect of global warming on soil organic C storage // Soil Biol. Biochem. 1995. V. 27. P. 753–760.
  36. Lebedeva (Verba) M., Gerasimova M. and Konyushkova M. Micromorphology of solonetzic horizons as related to environmental events in the Caspian Lowland // J. Mt. Sci. 2009. V. 6. P. 132–138. https://doi.org/10.1007/s11629-009-1029-z
  37. Munsell A. Munsell soil color charts. (Macbeth Division of Kollmorgen Instruments Corporation, New Windsor, NY, Munsell Color, 1994).
  38. Plotnikova O.O., Lebedeva M. P., Kolesnikov A. V., Kaganova A. E., Komkova D. S. A dataset of microstructure features and physicochemical properties of soils of the solonetzic complex in 2022 (Caspian lowland) // Data in Brief. 2023. V. 50. P. 109493. https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109493
  39. Plotnikova O.O., Lebedeva M.P., Tsymbarovich P.R., Devyatykh V.A. A dataset of soil microstructure features and physicochemical properties for 1968 and climate sequence for 1951–1992 in the Caspian lowland // Data in Brief. 2023. V. 46. P. 108909. https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.108909
  40. Raison J., Khanna P.K. Possible impacts of climate change on forest soil health // Soil Health and Climate Change. 2011. P. 257–285.
  41. Rengel Z. Soil pH, Soil Health and Climate Change // Soil Health and Climate Change. 2011. P. 69–85. doi: 10.1007/978-3-642–20256-8_4
  42. Reth S, Reichstein M, Falge E. The effect of soil water content, soil temperature, soil pH-value and the root mass on soil CO2 efflux – a modified model // Plant Soil. 2005. V. 268. P. 21–33.
  43. Romanis T., Lebedeva M., Kolesnikov A., Sapanov M., Sizemskaya M. A dataset of soil microstructure features and the weather conditions affecting them from 2005 to 2021 in the Caspian Depression // Data in Brief. 2022. V. 41. P. 107957. https://doi.org/10.1016/j.dib.2022.107957
  44. Schils R., Kuikman P., Liski J., Van Oijen M., Smith P., Webb J., Alm J., Somogyi Z., Van den Akker J., Billett M. and Emmett B. Review of existing information on the interrelations between soil and climate change. ClimSoil. 2008. Final report.
  45. Smith P., Soussana J.F., Angers D., Schipper L., Chenu C., Rasse D.P., Batjes N.H., Van Egmond F., McNeill S., Kuhnert M. and Arias‐Navarro C. How to measure, report and verify soil carbon change to realize the potential of soil carbon sequestration for atmospheric greenhouse gas removal // Global Change Biology. 2020. V. 26. P. 219–241.
  46. Stoops G. Guidelines for analysis and description of soil and regolith thin sections. John Wiley & Sons (Publ.), 2021. 240 p.
  47. Vepraskas M.J., Lindbo D.L., Stolt M.H. Redoximorphic Features // Int. Micromorphol. Features Soils Regoliths. 2018. P. 425–445. https://doi.org/10.1016/b978-0-444-63522-8.00015-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024