ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ПОЧВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ В МОНИТОРИНГЕ СТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ
М.Б. Якутин
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия
Современные методы почвенной микробиологии, позволяющие оценить запасы микробобиомассы в почве и уровень ее активности, все чаще используются во всем мире в практике почвенно-экологического мониторинга. Являясь тонкими индикаторами состояния и функционирования подземного блока наземных экосистем, показатели биомассы и активности почвенных микроорганизмов нашли широкое применение в мониторинге агроценозов и биогеоценозов, находящихся под различным антропогенным воздействием.
Степные экосистемы Убсу-Нурской котловины на протяжении многих сотен лет используются человеком в качестве отгонных пастбищ. При относительно стабильной численности населения и умеренном поголовье скота на протяжении длительного времени сформировалась и продолжает существовать устойчивая система, которую можно назвать природно-антропогенной. Природным компонентом являются степные экосистемы, а антропогенным - домашний скот. Степи Убсу-Нурской котловины, таким образом, представляют собой практически ненарушенные экосистемы и являются очень интересными объектами почвенно-экологического мониторинга.
Данное исследование было проведено в каштановых почвах сухих степей Убсу-Нурской котловины (Республика Тува), используемых в качестве летних и зимних пастбищ. Объектами исследования служили три участка ковыльно-типчаковрй сухой степи (Stipa krylovii + Carex duriuscula) в окрестностях оз. Тере-Холь: 1 - традиционное летнее пастбище, 2 - традиционное зимнее пастбище, 3 - зимнее пастбище, на котором весной выгорела сухая трава. В образцах почвы определялись С и N микробобиомассы (метод фумигации-инкубации), величина и доля активной биомассы (VaN de Werf, Verstraete, 1987) и выделение СО2.
Традиционные летнее и зимнее пастбища по исследованным показателям микробобиомассы и активности различаются незначительно. Но в почве зимнего пастбища после пала произошло резкое падение показателя С (с 30 до 20 мг С/100 г) и N (с 5,8 до 4,1 мг N/100 г) микробобиомассы в верхнем слое почвы к середине лета. Показатели микробобиомассы в слое 10-20 см на этом участке практически не изменились. Дыхательная активность снизилась в почве после пала с 8 до 2,4 мкг С-С02/ г почвы в слое 0-10 см и с 4,1 до 2,1 мкг С-С02/ г почвы в слое 0-20 см. В то же время удельная дыхательная активность (выделение С-С02 на единицу биомассы) здесь уменьшилась в 2 раза.
Величина активной биомассы на всех исследованных участках традиционных пастбищ различалась незначительно - 2,3-2,6 мг С/100 г почвы в слое 0-10 см и 1,3-2,2 мг С/100 г почвы в слое 10-20 см.
Но доля активной биомассы в ее общем запасе на участке зимнего пастбища после пала резко увеличилась с 7,3 до 12,5% в слое 0-10 см и с 8,4 до 12,2% в слое 0-20 см.
Таким образом, при длительном использовании сухих степей Убсу-Нурской котловины под летние или зимние пастбища не наблюдается значительных различий в величинах С и N микробобиомассы и показателях активности микробобиомассы, что еще раз свидетельствует об устойчивости экосистем сухих степей при традиционном характере их использования. Выжигание сухой травы весной приводит к резкому снижению запасов общей микробобиомассы в слое (0-10 см) и дыхательной активности (в слое 0-20 см) к середине лета. Одновременно происходит увеличение доли активной микробобиомассы в ее общем запасе.
Таким образом, сухие степи Убсу-Нурской котловины являются легко ранимыми экосистемами, любое нетрадиционное вмешательство человека может привести к резкому изменению структуры и особенностей функционирования в их продукционных и деструкционных звеньях. Современные методы почвенной микробиологии могут быть успешно использованы в практике почвенно-экологического мониторинга экосистем сухих степей.