Экологические аспекты эрозионных процессов - Танасиенко А.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 - трансэлювиальная позиция ландшафта; 2- трансаккумулятивная позиция ландшафта;
1 - В. cereus; 2 - В. agglomeratus; 3 - В. megaterium.
Максимальное присутствие микроорганизмов этой группы выявлено в местах проекции осаждения перемещаемых по розе ветров аэрогенных выбросов. Влияние наземного транспорта на развитие микробиоты в придорожных экосистемах, расположенных на элювиальных и трансэлювиальных позициях ландшафта, характеризуется стерилизующим действием по большинству микробиологических параметров. Однако в трансаккумулятивных позициях ландшафта велика опасность биологического загрязнения, в том числе по санитарно-гигиеническим тестам. Особую тревогу вызывает высокий уровень содержания в снежных массах придорожных городских экосистем бактериальной микрофлоры широкого эколого-трофического спектра.
Темпы гибели привнесенной микрофлоры, транспортируемой весной талыми водами в почвы, в пригородных и урбанизированных экосистемах различны. Остаточная зараженность почв аминоавтотрофными микроорганизмами в городе составила 80%, в то время как в пригородной зоне (20 км от города) снизилась до 48% и по мере удаленности (70 км от города, в Присалаирье) не превышала 30%.
Отношение микробного населения к эрозионным процессам неоднозначное. Интенсивность биохимических процессов и видовой состав микроорганизмов изменяются в зависимости от степени деградации того или иного типа почвы. Активизация минерализационных процессов, оцениваемая по скорости разложения целлюлозы, нитрификации, численности микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота или гумусовые вещества, меняется в зависимости от формы склона, его крутизны, длины, экспозиции. Интегральный показатель биологической активности почв - интенсивность выделения газообразного метаболита, диоксида углерода, характеризующего “дыхание” почв, на фоне смытости почв существенно снижается (табл. 5.2).
В сильносмытых черноземах выделение углекислоты уменьшается более чем в 2 раза по сравнению с полнопрофильными почвами (Маринеску, 1989, Косинова и др. 1993), а в серых лесных сильносмытых почвах - в 5 раз (Личко, 1998). В черноземах слабее (в 2,5 раза) протекал также процесс разложения клетчатки и в 3 раза снизилась нитрификационная способность почв. В черноземах выщелоченных активность процесса нитрификации снижается уже на первых этапах эрозии. В черноземе оподзоленном слабосмытом нитрификаторы функционируют на уровне контроля (полнопрофильные почвы), но уменьшают свой потенциал в 25 раз при сильной степени смытости в результате спада жизнедеятельности аммонификаторов и сокращении их численности в 10 раз.
59
Таблица 5.2
Активность биологических процессов в пахотном слое (0 - 20 см)
эродированных почв
Степень смытости почвы
Показатели биологической активности
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7
Молдавия, чернозем выщелоченный (Маринеску, 1989)
Среднесмытый 26,6 1,6 - - - -
Сильносмытый 14,6 1,3 - ” - -
Воронежская область, серая лесная почва (Яичко, 1998)
Несмытая 25,3 - - - -
Среднесмытая 14,3 - - - - -
Сильносмытая 4,6 - - - - -
Приобье, чернозем выщелоченный (Косинова и др., 1993)
Несмытый 10,9 3,3 1,6 3,7 8,9 -
Слабосмытый 9,8 1,6 1,2 0,9 9,6 -
Среднесмытый 11,4 4,5 0,8 1,2 9,8 -
Сильносмытый 17,3 3,8 2,4 2,9 10,1 -
Присалаирье, темно-серая лесная почва, весна
Несмытая 1,9 - 0,3 - - 4,7
Среднесмытая 2,8 - 0,4 - - 3,8
То же, осень
Несмытая 10,5 - 0,5 - - 35,2
Среднесмытая 14,9 - 1,1 - - 18,6
Присалаирье, чернозем выщелоченный, весна
Несмытый 4,1 - 0,4 - - 11,0
Среднесмытый 1,6 - 0,3 - - 3,7
То же, осень
Несмытый 9,9 - 0,6 - - 27,3
Среднесмытый 9,0 - 0,6 - - 23,6
60
Кузнецкая котловина, чернозем выщелоченный (Косинова и др., 1993)
Несмытый 9,1 0,6 2,7 3,3 11,7 5,4
Слабосмытый 5,4 0,4 1,1 2,7 3,4 -
Сильносмытый 1,8 2,9 4,4 5,6 9,2 0,2
Средненамытый 7,2 5,5 3,5 6,0 9,9 -
Примечание. 1 - С02-выделение, мг/100 г в сутки; 2 - нитрификационная способность, мг NO3 в месяц; 3 - аэробная азотфиксация, мкг/г в сутки; 4- анаэробная азотфиксация, мкг/г в сут; 5 - денитрифицирующая способность, мкг/г в сутки; 6 - продуцирование микробной биомассы, мг С/10Ог в час; - означает нет данных.
Дестабилизация процесса нитрификации нарушает поступление в биологический круговорот нитратов, количество которых предопределяет ответную реакцию на изменение среды обитания у комплекса денитрификаторов. Ферментные системы денитрификаторов уменьшают скорость полного восстановления, слабее вовлекая закись азота в конечный этап, осуществление которого требует значительных энергетических затрат. В результате этого содержание закиси азота в надпочвенной атмосфере эродированных экосистем достигало 79 - 83% (Косинова и др., 1993). Отчуждение части органических веществ из черноземов под воздействием эрозии отражается на пополнении азотного фонда в ходе фото- и гетеротрофной фиксации азота: аэробной и анаэробной. На первых этапах эрозии быстрыми темпами идет подавление именно анаэробной азотфиксации в силу параметров лабильной части органического вещества (Хазиев, Багаутдинов, 1987). Активность ферментов инвертазы и каталазы в сильносмытых черноземах по сравнению с несмытыми уменьшилась более чем на 50%. В серых лесных почвах по мере увеличения их смытости наиболее резко снижается инвертазная активность. Если в слабосмытых почвах отмечается постепенное затухание активности с глубиной, то в сильносмытых уже в подпахотном слое инвертазная активность очень мала или не обнаруживается. Последнее связано с выходом на дневную поверхность иллювиальных горизонтов с крайне низкой активностью фермента. По активности фосфатазы и, особенно, каталазы четко выраженной зависимости от степени смытости почв не наблюдалось (Личко, 1998).
