ИСТИНА

Исследование процессов минерализации органического вещества в почвах под шестью основными лесообразующими породами Сибири показало, что наиболее сильно влияние различных древесных пород проявлялся на минерализацию азота и нитрификацию. Напротив, скорость минерализации углерода не различалась между породами. Это говорит о слабой зависимости эмисссии СО2 – конечного продукта минерализации почвенного углерода - от древесных пород. Влияние древесных пород и лесовосстановления следует учитывать при оценке N2O и CH4, поскольку их трансформация в почвах зависит от концентрации минерального азота – продукта минерализации азота и нитрификации. Последние же процессы сильно подвержены влиянию как древесных пород, так и лесовосстановления. Обнаружено, что древесные породы влияют на потребление CH4 почвой, не изменяя при этом сообщество метанотрофных микроорганизмов. Почвы под различными древесными породами различались в три раза в активности потребления метана, и эта активность коррелировала с активностью минерализации азота и с активностью нитрификации, что подчеркивает важность почвенного азота для глобального цикла углерода. Это важно для понимания а) как изменение древесных пород будет воздействовать на глобальный бюджет метана и б) как разнообразие почвенных микроорганизмов связано с их функциональной активностью. Лесовосстановление уменьшило потребление метана почвами в пять раз. Эффект носит принципиально иной характер по сравнению с лесовосстановлением на болотных почвах в Северной Европе, где наблюдалось повышение активности потребления метана. Важным является установление механизма этого явления: уменьшение скорости потребления метана связано с а) уменьшением биомассы метанотрофных бактерий, окисляющих атмосферный метан, и б) уменьшением специфической активности метанотрофов в лесных почвах. Исследование только изотопного состава недостаточно для раздельной оценки вклада нитрификации и денитрификации в образование N2O. Поэтому, разработан новый метод с использованием изотопной метки – тяжелого изотопа кислорода (18О). Был применен нитрат аммония (NH4NO3, включающий источник азота для обоих процессов), в котором атомы кислорода в нитрате обогащены тяжелым изотопом 18O (Menyailo and Hungate, 2006a). В целом, с помощью разработанного метода показано, что денитрификация – основной процесс образования N2O в изученных почвах. Вклад нитрификации может быть существенным только когда скорость образования N2O слишком мала. Поэтому, основное внимание было уделено двум стадиям денитрификации – образованию и потреблению N2O. При изучении влияния лесообразующих пород Сибири на две стадии процесса денитрификации – образование и потребление N2O, показано, что почвы под лиственными породами (осина и береза) имеют низкую активность потребления N2O по сравнению с почвами под хвойными породами. Следовательно, различные скорости образования N2O под разными древесными породами обусловлены влиянием древесных пород на восстановление N2O редуктазой закиси азота. В данной работе впервые показано, что искусственное лесовосстановление (превращение залежи в лес) через 30 лет развития древостоев приводит к смещению процессов трансформации N2O во всех верхних слоях почвы (0-30 см), что, в конечном итоге, выражается в повышенном образовании N2O в лесных почвах по сравнению с залежью (Меняйло, 2006). Полученные данные указывают на неоднозначность влияний лесопосадок на процессы формирования парниковых газов в почве, что требует более осторожного подхода к рекомендациям Киотского протокола. Итак, прогнозируемое изменение состава древесных пород в Сибири вследствие лесовосстановления и глобальных изменений климата приведет к увеличению эмиссии N2O (Menyailo and Huwe, 1999a, Menyailo et al., 2002b, Menyailo and Hungate, 2006a, Меняйло, 2006аб) и сокращению потребления CH4 почвами (Menyailo, Hungate, 2003), что ускорит процессы изменения климата.