Доклады Академии наукДоклады Академии наукДоклады Академии наук0869-5652The Russian Academy of Sciences1891010.31857/S0869-56524896646-650General biologyОбщая биологияResearch ArticleClimate and land use as key factors of the stability of organic matter in soilsКлимат и землепользование как ключевые факторы стабильности органического вещества в почвахKurganovaI. N.КургановаИ. Н.
Russian Federation
ikurg@mail.ruSemenovV. M.СеменовВ. М.
Russian Federation
ikurg@mail.ruKudeyarovV. N.КудеяровВ. Н.
Russian Federation

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

член-корреспондент РАН

ikurg@mail.ruFederal Research Center "Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of SciencesФИЦ "Пущинский научный центр биологических исследований РАН"2312201948966466502212201922122019Copyright ©; 2019, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2019, Российская академия наук2019Russian academy of sciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-5652/article/view/18910

Stocks of organic carbon in the soils and its resistance to biodegradation depend on a combination of external and internal determinants which control not only the decomposition, but also the stabilization of organic matter (OM). Soil OM stability was evaluated: 1) by specific mineralization rate (SpMinR) for the forest ecosystems located in various climatic zones of Eurasia (temperate, Mediterranean, and tropical) and 2) by the biological stability index (IBS), determined for the main soil types of the European part of Russia under natural vegetation and agricultural crops. It is shown that the key factors determining the stability of OM of substances in soils are the climate and type of vegetation (land use). Thus, a close negative correlations between the SpMinR values and the annual precipitation and the average annual air temperature were found in the soils of the Eurasian transect. It was revealed that the share of stable and biologically conservative OM and IBS values in the soils under agricultural crops were significantly higher than in the soils of natural cenoses.

Запасы органического углерода в почве и его устойчивость к биодеградации зависят от сочетания внешних и внутренних детерминантов, контролирующих не только разложение, но и стабилизацию органического вещества (ОВ). Стабильность ОВ почв оценивали: 1) по удельной скорости минерализации (SpMinR) на примере лесных экосистем, расположенных в различных климатических зонах Евразии (умеренной, средиземноморской и тропической), и 2) по индексу биологической стабильности (IBS), определённому для основных типов почв Европейской части России под естественной растительностью и сельскохозяйственными посевами. Показано, что ключевыми факторами, детерминирующими стабильность ОВ вещества в почвах, являются климат и тип растительности (землепользование). Так, в почвах Евразийской трансекты обнаружена тесная отрицательная связь значений SpMinR с годовым количеством осадков и со среднегодовой температурой воздуха. Выявлено, что в почвах под сельскохозяйственными культурами доля стабильного и биологически консервативного ОВ и значения IBS были существенно выше, чем в почвах естественных ценозов.

organic carbonmineralization ratebiological stability indexnative and agricultural ecosystemsbio-climatic regionsорганический углеродскорость минерализациииндекс биологической стабильностиестественная и сельскохозяйственная экосистемабиоклиматические областиThis work was carried out in the framework of the theme of the state assignment “Study of soil precursors, sources and sinks of greenhouse gases due to climate change” (reg. No. 0191-2019-0045) with the support of the Russian Federal Property Fund (projects No. 17-04-00707a and No. 18-04- 00773a).Работа выполнена в рамках темы государственного задания “Исследование почвенных предшественников, источников и стоков парниковых газов в связи с климатическими изменениями” (рег. № 0191-2019-0045) при поддержке РФФИ (проекты № 17-04-00707а и № 18-04-00773а).Заварзин Г.А., Кудеяров В.Н. // Вестник РАН. 2006. Т. 76. № 1. С. 14-29.Замолодчиков Д.Г. Естественная и антропогенная концепции современного потепления климата // Вестник РАН. 2013. Т. 83. № 3. С. 227-235.Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв России. М.: Наука, 1996. 254 с.Семёнов В.М., Когут Б.М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015. 233 с.Kögel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B., von Lützow M. // J. Plant Nutrition and Soil Sci. 2008. V. 171. № 1.Kurganova I.N., Kudeyarov V.N. // Science in Russia. 2012. V. 5. C.25-32.Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Gallardo Lancho J.F., Oehm C.T. // Eurasian Soil Science. 2012. V. 45 (1). P. 68-79.Lal R. // BioScience. 2010. V. 60. P. 708-721.Minasny B., Malone B.P., McBratney A.B., et al. // Geoderma. 2017. V. 292. P. 59-86.Norris C.E., Quideau S.A., Bhattiw J.S., Wasylishenz R.E. Soil Carbon Stabilization in Jack Pine Stands Along the Boreal Forest Transect Case Study // Global Change Biology. 2011. V. 17. P. 480-494.Paul E.A. // Soil Biology and Biochemistry. 2016. V. 98. P. 109-126Schmidt M.W.I., Torn M.S., Abiven S., Dittmar T., Guggenberger G., Janssens I.A., Kleber M., Kögel-Knabner I., Lehmann J., Manning D.A.C., Nannipieri P., Rasse D.P., Weiner S., Trumbore S.E. // Nature. 2011. V. 478. P. 49-56. 569.Semenov V.M., Kogut B.M., Zinyakova N.B., Masyutenko N.P., Malyukova L.S., Lebedeva T.N., Tulina A.S. // Eurasian Soil Science. 2018. V. 51. P. 434-447.Semenov V.M., Pautova N.B., Lebedeva T.N., Khromychkina D.P., Semenova N.A., Lopes de Gerenyu V.O. // Eurasian Soil Science. 2019. V. 52. № 10. P. 1183-1194.Stockmann U., Adams M.A., Crawford J.W., Field D.J., Henakaarchchi N., Jenkins M., Minasny B., McBratney A.B., de Courcelles V.R., Singh K., Wheeler I., Ab-bott L., Angers D.A., Baldock J., Bird M., Brookes P.C., Chenu C., Jastrow J.D., Lal R., Lehmann J., O’Donnell A.G., Parton W.J., Whitehead D., Zimmermann M. // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2013. V. 164. P. 80-99.