Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка доминирующих запасов и потоков углерода в базовых компонентах представительных модельных ландшафтов Центрально-Черноземного региона России

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка доминирующих запасов и потоков углерода в базовых компонентах представительных модельных ландшафтов Центрально-Черноземного региона России"

На правах рукописи

ТЕМБО АЛЛАН

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДОМИНИРУЮЩИХ ЗАПАСОВ И ПОТОКОВ УГЛЕРОДА В БАЗОВЫХ КОМПОНЕНТАХ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫХ МОДЕЛЬНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА РОССИИ.

Специальность: 03.02.08 - экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

16 ОКТ 2014

Москва-2014 005553411

005553411

Работа выполнена на кафедре экологии. Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор,

зав. кафедрой экологии, Российского государственного аграрного у! п шсрситета - МСХА има ш К А. Т11М1 грязева. Васенев Иван Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

зав. кафедрой экологии и земельных ресурсов Воронежского государственного университета Девятова Татьяна Анатольевна

кандидат биологических наук, кафедра биологии почв, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Поздняков Лев Анатольевич

Ведущая организация: Курский государственный университет

Защита диссертации состоится «25» ноября 2014 г. в 15 часов 00 минут па заседании диссертационного совета Д 220.043.03 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 15, тел/факс: 8 (499) 9762492, dissovet@timacad.ru

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке имени Н.И. Железнова Российского государственного аграрного университета - МСХА имени КА. Тимирязева, и на саше университета: httpyAvww.timacad.ru.

Автореферат разослан « 30 » сентября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета.

> О.В. Селицкая

Актуальность темы. Одной из наиболее актуальных проблем современной экологии являются глобальные изменения климата, вызванные, по мнению многих ученых, парниковыми газами (1РСС, 2007; 1РСС, 2013). К числу основных парниковых газов относятся углекислый газ (ССЬ), метан (СН4) и закись азота (>ЬО) (Уа1епйт е! а1., 2000; Са51а1сН е! а1., 2010; Уа1епНт е1 а1., 2014). Их мониторингу уделяется большое внимание. С использованием результатов мониторинговых наблюдений за потоками ССЬ, СН4 и N^0, возможно решение приоритетных задач своевременной диагностики проблемных экологических ситуаций, оценки скорости и потенциала развития основных деградационных процессов, связанных с изменениями почвенных запасов углерода (РАО, 2012).

К наиболее проблемным в экологическом отношении регионам России относится Центрально-Черноземный регион (Добровольский, 2002). Для него характерны: недостаточное увлажнение, высокий уровень распашки (до 7080%), агрогенная деградация исходно высокоплодородных черноземов (Черногоров и др., 2012). Максимальным уровнем деградации характеризуются склоновые агроландшафты с активным развитием процессов водной и плужной эрозии, дегумификации и обесструктуривания, что, безусловно, ухудшает экологическое состояние почвы («Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО», 1996; Васенев, 2008). Для своевременного и квалифицированного реагирования на изменение экологической обстановки и принятия эффективных мер по ее исправлению, необходимо проведение комплексных мониторинговых наблюдений с экологической оценкой почвенных запасов и потоков парниковых газов из черноземов.

Цель работы состоит в проведении комплексных экологических исследований черноземов со сравнительной оценкой почвенных запасов углерода и потоков парниковых газов в условиях представительных модельных ландшафтов Центрально-Черноземного региона России на территории Центрально-Черноземного заповедника имени проф. В.В. Алехина, с использованием высокочастотного мобильного газоанализатора и напочвенно-экспозициопных камер.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Провести сезонные мониторинговые наблюдения за динамикой почвенных потоков парниковых газов (СО2, СН4 и №0), с использованием высокочастотного мобильного газоанализатора и напочвенно-экспозиционных камер, и измерения основных почвенных режимов (температура и влажность) в исследуемых черноземах.

2. Проанализировать и оценить почвепные запасы органического углерода модельных представительных экосистем Центрально-Черноземного заповедника и их пространственное разнообразие.

3. Выявить основные факторы, влияющие на почвенные потоки парниковых газов из черноземов в условиях представительных модельных ландшафтов Центрально-Черноземного региона России, с различными вариантами антропогенных нагрузок на них.

4. Дать экологическую оценку почвенных запасов углерода и потоков парниковых газов исследуемых черноземов представительных экосистем Центрально-Черноземного региона России.

Научная новизна работы. Впервые на территории Центральночерноземного заповедника имени проф. В.В. Алёхина проведены комплексные круглогодичные экологические исследования потоков парниковых газов из черноземов сопоставимых между собой природных и агрогенно преобразованных экосистем, с использованием высокочастотного мобильного газоанализатора и напочвенно-экспозиционных камер.

Проведённые исследования показали существенную пространственно-временную изменчивость почвенных потоков парниковых газов по вариантам землепользования: при варьировании средних значений эмиссии СОг за май-октябрь 2013 г. в пределах от 5,69 г ССЬ м"2 день"1 на черном многолетнем пару до 28,5 г ССЬ м"2 день"1 в некосимой степи - при кратной сезонной динамике почвенных потоков ССЬ с максимальными потоками в июле - (49,9 г ССЬ м"2 день"', в лесной экосистеме) и минимальными в октябре — (2,05 г СОг м"2 день"1 на пару). Установлены высокие уровни корреляции почвенных потоков СО2 с температурой (г= 0,83) и влажностью почвы (г= -0,50), при доминировании гетеротрофной составляющей «почвенного дыхания» над автотрофным (30,890,1 %).

Почвенные потоки СН4 характеризуются четкой дифференциацией в природных и агрогенных вариантах землепользования: с преобладанием стока -в первых (в среднем, -0,09 мг СН4 м"2 день"' в некосимой степи) и эмиссией - в вторых (в среднем, 0,84 мг СЩ м"2 день"1 на пастбище). Средние значения потоков N20 изменялись от очень слабого стока (-0,03±0,05 мг Ы20 м"2 день"') в косимой степи до хорошо выраженной эмиссии (0,21±0,09 мг N20 м"2 день"') на пастбище. Данные по потокам парниковых газов хорошо согласуются с четко выявленным пространственным разнообразием почвенных запасов органического углерода от 219,9 т/га в целинной степи до 156,7 т/га на пару. Полученные результаты позволяют уточнить региональные модели почвенных потоков парниковых газов, которые имеют важное значение для глобальных моделей изменения климата.

Практическая значимость работы. Объекты исследования входят в региональную систему экологического мониторинга парниковых газов RusFluxNet, в рамках которой проводится системный анализ региональных закономерностей потоков парниковых газов на уровне почв и представительных экосистем Центрально-Черноземного региона Европейской части России. Материалы проведенных исследований были представлены па ученом совете Центрально-Черноземного заповедника в качестве исходных материалов для уточнения экологической регламентации режимов землепользования с учетом доминирующих почвенных потоков парниковых газов.

Апробацпя работы. Основные результаты исследований были представлены на заседаших кафедры экологии и лаборатории агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем, научных конференциях молодых ученых и специалистов РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева (2012, 2013, 2014), международной научной конференции молодых ученых в университете «Нови Сад» (Сербия, 2013), международной научной конференции «Наука будущего» (Санкт-Петербург, 2014), конгрессе Европейского Союза Наук о Земле (EGU -Австрия, 2014).

Публикации. По результатам исследований и по теме диссертации опубликованы 5 работ, в том числе 2 статьи в профильных журналах, рекомендованных ВАК Российской Федераций.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит нз введения и 7 глав, включая обзор литературы, описание объектов и методов исследований, анализа результатов проведенных исследований, выводов, и списка использованной литературы. Основной материал диссертации изложен на 138 страницах машинописного текста и включает в себя 6 таблиц и 52 рисунка. Список литературы состоит из 201 источников, в том числе 94 - на английском языке.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность: своему научному руководителю - доктору биологических наук, профессору Васеневу И.И за оказанную неоценимую помощь и советы при выполнении диссертационной работы. Автор благодарен коллективам кафедры экологии и лаборатории агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, особенно Васеневу В.И., Грачёву Д.А., Мореву Д.В., Лакееву П.С., Левченко Е.А. и Оводу A.A. за помощь при проведении полевых и лабораторных исследований. Особую благодарность автор выражает руководству и сотрудникам Центрально-Черноземного заповедника имени В.В. Алёхина Власову A.A., Рыжкову О.В. и Рыжковой И.В. за научно-методическую и научно-организационную помощь при проведении исследований на территории заповедника.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВЕННЫХ ЗАПАСОВ И ГАЗООБРАЗНЫХ ПОТОКОВ УГЛЕРОДА ЧЕРНОЗЕМОВ ЛЕСОСТПНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ.

Круговорот углерода является одним из важнейших биогеохимических циклов. Углеродный баланс определяет реализацию важнейших экологических функции, в частности почвенное плодородие, биоразнообразие, глобальные климатические изменения (IPCC, 2007; Кудеяров и др., 2007; Базилевнч, Титлянова, 2008; IPCC, 2013). Почва представляет собой ключевой углеродный пул наземных экосистем и играет большую роль в формировании запасов органического углерода (Valentini et al., 2000; Houghton, 2003; Imhoff et al., 2004; Смагин, 2013; Valentini et al., 2014).

По различным данным в почве хранится примерно 1500-2000 Гт (1012 кг) углерода в различных формах (Smith et al., 2007; Заварзин, 2007). В тоже время почва вносит решающий вклад в трансформационную составляющую углеродного цикла, определяя концентрацию СОт в атмосфере на 25-40 % (Houghton, 2003; Kurganova et al., 2008). Среди зональных почв Европейской России, черноземные почвы характеризуются максимальными запасами почвенного органического углерода (Добровольский, Уруссевская, 2004). Они занимают приблизительно 240 млн. га суши (Derner et al., 2006). По данным запасов углерода, сделанным для черноземных почв, его накопление составляет приблизительно 1,5 т/га-в год (Belelli et al., 2007). Запасы и потоки почвенного углерода принципиально отличаются между различными климатическими зонами (Lai, 2004; FAO, 2012; Stockman et al.,2013). Между тем, интенсивная антропогенная нагрузка часто приводит к серьезной деградации черноземов, сопряженной с потерей запасов углерода в гумусо-аккумулятивных горизонтах («Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО», 1996; Васенев, 2008) и интенсификацией эмиссии парниковых газов.

Содержание органического углерода в старопахотных черноземах Центрально-Черноземного региона достигло предельно низких значений, что актуализирует вопрос сохранения запасов углерода. Для обеспечения сохранения и восстановления пулов органического вещества черноземных почв Центрально-Черноземного региона необходимо проведение мониторинговых наблюдений с соответствующим информацнонно-методическнм обеспечением, включающим составление региональных баз данных, цифровых карт, с использованием комплексов современных полевых и лабораторных методов исследования. К наиболее информативным методам наблюдений за эмиссией парниковых газов относятся методы напочвенных экспозиционных камер и высокочастотных измерений мобильным инфракрасным газоанализатором.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования послужил ряд представительных участков Стрелецкой степи Центрально-Черноземного заповедника им. В.В. Алехина (рис. 2.1).

Рисунок 2.1. - Схематическое расположение объектов исследования в Центрально - Черноземном заповеднике.

1. Лесная экосистема, 2. Некосимая степь, 3. Косимая степь с пятилетней ротацией, 4. Косимая степь с десятилетней ротацией, 5. Пастбище, 6. Черный многолетний пар.

Для изучения почвенных запасов и потоков газообразного углерода в черноземах были выбраны шесть представительных ландшафтов: 1. Лесная экосистема, 2. Некосимая степь (не подвергается антропогенному воздействию на притяжении 75 лет и постепенно зарастает древесно-кустарниковой растительностью), 3. Косимая степь с пятилетней ротацией (косится четыре года подряд, а пятый год оставляется без кошения для осеменения), 4. Косимая степь с десятилетней ротацией (косится в течение девяти лет, а десятый год оставляют без кошения), 5. Пастбище (выпас крупного рогатого скота с плотностью 1 голова па га), 6. Черный многолетний пар (регулярно обрабатывается при появлении сорняков в течение 67 лет) (табл. 2.1).

Таблица 2.1.-Характеристика основных объектов исследования в Центрально-Черноземном заповеднике

Объект Координаты Площадь (га) Почва Растительность

Лесная экосистема (Л) 51°34'3,0" N 36°05'14,8" Е 366 Выщелоченные и типичные черноземы с преобладанием выщелоченных над типичными дуб обыкновенный (Queráis robur), клен остролистный (Acer platanoides) с включением: крапива двухдомная (Urtica dioica), купыль лесной (Anthriscus sylvestris), валериана лекарственная (Valeriana officinalis) и др.

Степь некосимая (СНК) 51°34'17,5" N 36°05'39,4" Е 6,5 кострец безостый (Bromopsis inennis), райграс высокий (A rrhenatherum elatius), мятлик узколистный (Роа angustifolia) и др.

Степь косимая с пятилетней ротацией (СКР5) 51°34'16,3" N 36°05'49,1" Е 30 кострец береговой (Bromopsis riparia), райграс высокий

Степь косимая с десятилетней ротацией (СКР10) 51°34'18,1"N 36°05'28,8" Е 19 (Arrhenatherum elatius), мятлик узколистный (Роа angustifolia)n др.

Пастбище (ПС) 51°34'32,7" N 36°05'39,7" Е 15 Типичные и выщелоченные черноземы с преобладанием типичных над выщелоченными кострец береговой (Bromopsis riparia), типчак (Festuca valesiaca), мятлик узколистный (Роа angustifolia),Тимофеевка луговая (Plileum pratense)и др.

Пар черный многолетний (ПЧМ) 51°34'12,0"N 36°05'22,6"Е 0,4 Единичные растения: свербита восточная (biinias orienta/is), Щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus), латук дикий (Lactuca serriola) и др.

Для морфогенетических характеристик почв на каждом участке был заложен разрез. Отбор почвенных образцов на представительных участках проводился буровым методом в пяти повторностях. В каждой точке отбора определялся цвет почвы по шкале Манселла (Munsell Soil-color charts, 2010), отбирались образцы по фиксированным глубинам и генетическим горизонтам почвы. В отобранных образцах определялось общее содержание углерода на CN-анализаторе (Vario EL Cube), которое пересчнтывалось в содержание органического вещества, и реакция среды рН(н20)-

Измерение потоков СО: проводилось in-situ с помощью инфракрасного газоанализатора Li-820 (Визнрская и др., 2012; Tembo, Sarjanov, 2013; Тембо и др., 2014). На каждом представительном участке проводился анализ сезонной динамики общего дыхания ненарушенных почв (ОДНП), гетеротрофного дыхания модельных почв (ГДМП) и суммарного (гетеротрофного + автотрофпого) дыхания модельных почв (СДМП). Для измерения ОДНП основания под камеру устанавливали на почву, с которой была срезана растительность на высоту до 5см. Для анализа ГДМП и СДМП основания устанавливали на специально подготовленную почву, которую предварительно просеивали через снто с диаметром 2 мм с отбором корней и засыпали послойно в мешок из материала с диаметром отверстия 1 цм, без прорастания корней внутрь (ГДМП) и в мешок из сетки диаметром 1 см (СДМП).

При проведении подекадных измерений, па установленные в почву основания (глубина 5 см) герметично закреплялась с помощью зажимов (чтобы препятствовать диффузии газов из внешней среды) экспозиционная камера высотой 15 см и диаметром 20 см. Воздух из камеры нагнетался в газовый анализатор с помощью встроенного насоса, за счет чего на приборе фиксировался прирост концентрации СО: в камере с частотой 1 Гц. Наблюдение велось в течение 5 минут или до наступления приращения концентрации СО: в камере более, чем на 100 ррт по сравнению с атмосферной. На основании полученных данных по росту концентрации рассчитывался поток СО: (г СО: м 2 день"1), принимая во внимание температуру и давление воздуха внутри камеры, по уравнению идеального газа (Смагип, 2005). Параллельно с анализом эмиссии СО: в каждой точке определялись

температура (термометр Check temp HI98501) и влажность почвы (датчик Moisture meter НН2) с усреднением по трем повторностям для горизонта 0-10 см на расстояние 3-5 см от основания.

Исследование почвенных потоков СН4 и №0 проводили с использованием напочвенно-экспознцнонных камер оригинальной модификации, разработанных в Лаборатории агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем (патент № 2518979) на основе прототипа, широко используемого зарубежными коллегами (Castaldi et al., 2010; Kabwe, 2010; Zanatta et al., 2010). Образцы воздуха отбирались 3 раза с интервалом 30 минут, чтобы измерить изменения концентраций метана и закиси внутри камер в течение часа. Отборы проводили шприцами с переносом воздуха в виалы (10 мл) для дальнейшей обработки на газовом хроматографе Хроматэк-Кристалл 5000.2. Параллельно с отбором образцов воздуха, измеряли температура и влажность почвы, как и при анализе потоков СОз.

ГЛАВА 3. ЗАПАСЫ И ДИНАМИКА ПОЧВЕННЫХ ПОТОКОВ УГЛЕРОДА В ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ ЛЕСНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО ЗАПОВЕДНИКА

Содержание органического углерода в выщелоченных черноземах исследуемых дубрав постепенно снижается с глубиной и варьирует в пределах от 4,0 % в первом полуметровом слое до 2,2 % во втором (табл. 3.1). Соответствующие запасы органического углерода составляют 182,8 т/га и 122,1 т/га. Профиль анализируемых выщелоченных черноземов характеризуется высоким уровнем обратной корреляции между содержанием органического углерода и глубиной (г= -0,84).

Таблица 3.1. - Содержание и запас органического углерода в выщелоченных черноземах лесной экосистемы

Горизонт Глубина, см С орг., % Запасы углерода, т/га

А 0-10 5,36 50,4

10-30 3,60 69,8

30-50 3,10 62,6

А+АВ 50-100 2,18 122,1

Диапазон изменений сезонной динамики почвенных потоков СОз при общем дыхании ненарушенных почв лесной экосистемы находится в пределах

от 12,7 г СО: м"2 день"1 в 3-ей декаде октября до 49,9 г С02 м~2 день"1 в 3-ей декаде июля (рис. 3.1). Коэффициент корреляции почвенных потоков СО: с температурой составляет 0.82.

Аналогично, для суммарного (автотрофного + гетеротрофного) дыхания, сезонная динамика потоков СО: изменяется в пределах от 9,96 г СО: м"2 день"' в конце октября до 39,4 г СО: м"2 день"1 в 3-ей декаде июля. Коэффициент корреляции между показателями суммарного дыхания и температурой почвы составляет 0,87.

—♦—ОДНП —АДМП+ГДМП ГДМП

Рисунок 3.1. - Сезонная динамика почвенных потоков СО: в выщелоченных черноземах лесной экосистемы.

ОДНП - общее дыхание ненарушенных почв, АДМП - авготрофное и ГДМП -гетеротрофное дыхание модельных почв.

Периоды с максимальными и минимальными значениями гетеротрофного дыхания модельных почв, совпадают по датам с данными по суммарному дыханию. Анализируя данные по коэффициентам корреляций, можно сделать вывод, что потоки СО: напрямую зависят от температуры почвы, т.к. максимальные значения почвенных потоков отмечены между 3-ей декадой мая и 3-ей декадой августа при средней температуре почвы в пределах от +15,4 до +22,3 °С.

Определяемое по разнице измерений двух модельных экспериментов, автотрофное дыхание характеризуется значительно меньшим (составляет менее 30 % от ГДМП) значением по сравнению с гетеротрофным дыханием модельных почв. Максимальный показатель наблюдается во второй декаде июля - 8,19 г СО: м"2 день"1.

В результате наблюдения за сезонной динамикой почвенных потоков СН4 в выщелоченных черноземах лесной экосистемы отмечена значительная

временная изменчивость (рис. 3.2). Выявлено как выделение СН4 из почвы (в июне, июле, сентябре и октябре), так и его поглощение почвой (в мае, во второй и в третьей декаде августа). Диапазон сезонной динамики почвенных потоков СН4 изменяется в пределах от -0,32 мг СН4 м"2день"' в 3-ей декаде мая до 2,43 мг СН4 м"2 день"1 в 3-ей декаде сентября. Хорошо выражена прямая корреляция между выделением метана и влажностью почвы (г= 0,56) и обратная корреляция с температурой (1= -0,54).

Рисунок 3.2. - Сезонная динамика почвенных потоков СН4 в выщелоченных черноземах лесной экосистемы

ГЛАВА 4. ЗАПАСЫ И ДИНАМИКА ПОЧВЕННЫХ ПОТОКОВ УГЛЕРДА В ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ НЕКОСИМОГО УЧАСТКА ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО ЗАПОВЕДНИКА

В некосимой степи Центрально-Черноземного заповедника наблюдаются мощные целинные черноземы, которые никогда не подвергались интенсивной агрогенной нагрузке. При анализе почвенных образцов выщелоченных черноземов некосимого участка отмечалось 2-х кратное снижение содержания органического углерода от 4,6 % в верхнем полуметровом горизонте до 2,2 % в нижележащем полуметровом слое (табл. 4.1). Изменения запасов органического углерода в соответствующих горизонтах составляют 219,9 и 126,0 т/га, что па 16,9 и 3,1 % больше, чем запас в аналогичных слоях выщелоченных черноземов лесной экосистемы. Это связано с тем, что в целинной степи ежегодно остается большая масса растительных остатков, что при разложении добавляет большое количество органического углерода в почву.

Таблица 4.1. — Содержание п запас органического углерода в выщелоченных черноземах некосимого участка

Горизонт Глубина, см С орг., % Запасы углерода, т/га

А 0-10 5,95 58,3

10-30 4,36 88,1

30-50 3,34 73,5

А+АВ+Вса 50-100 2,23 126,0

Анализируя сезонную динамику общего дыхания ненарушенных почв некосимой степи (рис. 4.1) можно сделать вывод, что эмиссия СО: изменяется в пределах от 0,44 г СО: м"2 день"1 в 1-ой декаде февраля до 65,0 г СО: м"2 день"1 в 3-ей декаде июня. Коэффициент корреляции общего дыхания ненарушенных почв с температурой почвы составляет 0,66, с влажностью — -0,51.

ОДНГТ —■— АДМП+ГДМП гдмп

ООО'— — —■ с4 гч ■—

— — — — — — ооооооооооооооооо — ^

го ГЧ ОО —

О'— (N>— — 0-10 — — О ■— -— (Ч О — ПО- о — м О — гч — с^

Рисунок 4.1. - Сезонная динамика почвенных потоков СО2 в выщелоченных черноземах некосимой степи.

ОДНП - общее дыхание ненарушенных почв, АДМГТ - автотрофпое и ГДМП -гетеротрофное дыхание модельных почв.

Интенсивности гетеротрофного и суммарного (автотрофпого + гетеротрофного) дыхания модельных почв в некосимой степи тесно взаимозависимы. Наибольшие почвенные потоки СО: при суммарном дыхании наблюдаются в июле (40,0 г СО: м"2 день"1), а гетеротрофного - в июне (22,1 г СО: м"2 день"1), наименьшие -в обоих случаях в мае, их значен™ оставляют 8,51 п 6,58 г СО: м"2 день"1, соответственно. Значения интенсивности автотрофпого дыхания, полученные по разнице измерений двух модельных экспериментов, характеризуются низкими значениями с наибольшим показателем во второй декаде июля (19,8 г СО: м"2 день"1), что составляет 30,8 % от гетеротрофного дыхания.

При анализе сезонной динамики почвенных потоков СН4 в некосимой степи (рис. 4.2), отмечено преобладание его стока над эмиссией. Диапазон изменения сезонной динамики потоков СН4 варьирует в пределах от -0,12 мг СН4 м° день"1 в 3-ей декаде мая до 1,83 мг СН4м"2 день"1 во второй декаде октября. За сезон наблюдения отмечалась большая разница между минимальными и максимальными показателями температуры и влажности почвы. Максимальная влажность составила 43,1 % (28-го сентября 2013), а минимальная - 11,1 % (25-го августа 2013). Коэффициенты корреляции между показателями потоков СН4 и температурой почвы составляет -0,67, а с влажностью - 0,57.

■потоки метана

■ температура почвы °С

влажность почвы % 45

Рисунок 4.2. - Сезонная динамика почвенных потоков СН4 в выщелоченных черноземах некосимой степи

ГЛАВА 5. ЗАПАСЫ И ДИНАМИКА ПОЧВЕННЫХ ПОТОКОВ УГЛЕРОДА В ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ И ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ КОСИМЫХ СТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛЬНОЧЕРНОЗЕМНОГО ЗАПОВЕДНИКА

Содержание и запасы органического углерода в выщелоченных и типичных черноземах косимых степных экосистемах отличаются незначительно (табл. 5.1). В верхнем полуметровом слое выщелоченных черноземов косимой степи с пятилетней ротацией содержание органического углерода составляет 3.4 % и снижается на 35,3 % в нижележащем полуметровом горизонте. С другой стороны, запасы органического углерода изменяются от 166,5 т/га в первом полуметровом слое (что на 24,3 % меньше, чем содержание в выщелоченных черноземах некосимой степи) до 122,6 т/га во втором.

Таблица 5.1. — Содержание и запас органического углерода в выщелоченных и типичных черноземах косимых степных экосистемах

Запасы Запасы

Горизонт Глубина, см Сорг.,% углерода, т/га Сорг.,% углерода, т/га

косимая степь с косимая степь с

пятилетней ротацией десятилетней ротацией

А 0-10 4,30 40,9 4,78 46,4

10-30 3,12 61,8 3,82 74,9

30-50 2,85 63,8 3,56 72,6

А+АВ+В 50-100 2,15 122,6 2,34 118,2

В типичных черноземах косимой степи с десятилетней ротацией содержание органического углерода варьирует от 4,1 % в первом полуметровом слое до 2,3 % во втором нижележащем. Соответствующие запасы составляют 193,9 и 118,2 т/га, что на 11,8 % меньше, чем в аналогичном слое выщелоченных черноземов пекосимого участка, по па 14,1 % больше, чем в выщелоченных черноземах косимой степи с пятилетней ротацией.

Показатель интенсивности потоков ССЬ при общем дыхании ненарушенных почв косимой степи с пятилетней ротацией лежит в пределах от 0,08 г СО; м-2 день"1 в 3-ей декаде декабря 2012 г. до 40,12 г СО: м"2 день"1 во 2-ой декаде июня, 2013 г. (рис. 5.1). Коэффициент корреляции общего дыхания с температурой почвы составляет 0,91, а с относительной влажностью значение коэффициента корреляции равно -0,58.

■-ОДНП

■АДМП+ГДМП

ГДМП

40 30 20 10 0

Рисунок 5.1. - Сезонная динамика почвенных потоков СОг в выщелоченных черноземах косимой степи с пятилетней ротацией.

ОДНП - общее дыхание ненарушенных почв; АДМП - автотрофное и ГДМП - гетеротрофное дыхание модельных почв.

Значение суммарного (гетеротрофного + автотрофного) дыхания варьирует от 9,05 г СО: м"2 день"' во 2-ой декаде мая до 35,9 г СО: м"2 день"1 в 3-ей декаде июня 2013 г, в то время как для гетеротрофного дыхания изменение сезонной динамики лежит в пределах от 10,4 г СОз м"2 день"1 в 3-ей декаде октября до 27,4 г СО: м"2 день"1 во 2-ой декаде июня. Корреляционная зависимость гетеротрофного дыхания от температуры составляет 0,70.

Результаты интенсивности автотрофного дыхания, полученные по разнице измерений двух модельных экспериментов, показали значительно низкие значения с наибольшим показателем во второй декаде июля (8,5 г СО: м"2 день"1), что составляет 31 % от максимального значения гетеротрофного дыхания.

Динамика изменения показателей почвенной эмиссии СО: при общем дыхании ненарушенных почв косимой степи с десятилетней ротацией находится в пределах от 11,5 г СО: м"2 день"1 в 3-ей декаде октября до 39,7 г СО: м"2 день"' в 3-ей декаде мая (рис. 5.2.). Коэффициент корреляции общего дыхания ненарушенных почв с температурой почвы составляет 0,85, с влажностью --0,57.

Рисунок 5.2. - Сезонная динамика почвенных потоков СОг (ц ± а) в типичных черноземах косимой степи с десятилетней ротацией.

В результате анализа почвенных потоков СН4 на косимой степи с пятилетней ротацией отмечено, что диапазон изменения сезонной динамики потоков СН4 варьирует в пределах от -0,14 мг СН4 м"2 день"1 в 3-ей декаде августа до 1,32 мг СН4 м"2 день"1 в 1-ой декаде сентября (рис. 5.3). Коэффициент корреляции потоков СН4 с влажностью почвы составляет 0,76, а с температурой принимает отрицательное значение (г= -0,48).

Рисунок 5.3. - Сезонная динамика почвенных потоков СН4 в выщелоченных черноземах косимой степи с пятилетней ротацией.

В сезонной динамике почвенных потоков метана в типичных черноземах косимой степи с десятилетней ротацией четко наблюдается поглощение метана со второй декады мая по третью декаду августа (рис. 5.4). С первой декады сентября по третью декаду октября отмечается его выделение. Наименьшая эмиссия метана из почвы (0,42 мг СН4 м"2 день"1) проявляется в третьей декаде октября, а наибольшая - в третьей декаде сентября (2,35 мг СН4 м"2 день"1). Наибольшее поглощение происходит во второй декаде мая (-0.91 мг СН4 м"2 день"1), а наименьшее - в третьей декаде июня (-0,08 мг СН4 м"2 день"').

Рисунок 5.4. - Сезонная динамика почвенных потоков СН4 в типичных черноземах косимой степи с десятилетней ротацией.

Необходимо отметить, что полученные коэффициенты корреляции потоков СН4 с влажностью (0,87) и температурой (г= -0,63) почвы соответствуют большей зависимости потоков СН4 от влажности почвы, чем от температуры.

За вегетационный период (май-октябрь 2013 г.) в косимой степи с десятилетней ротацией два раза проводились исследования суточной динамики (25-26 июня и 01-02 октября) с периодичностью 2 часа (рис. 5.5). Параллельно определялись температура и влажность почвы на глубине 0-10 см. Результаты показали 1,5-2-кратную изменчивость суточной динамики в течение суток. Колебание показателей суточной динамики в меньшей степени проявляется в июне (на фоне высоких значений эмиссии), чем в октябре.

— Июнь —■—Октябрь

Рисунок 5.5. - Суточная динамика почвенных потоков СОг (д±а) в типичных черноземах косимой степи с десятилетней ротацией

Максимальные значения почвенных потоков ССЬ достигают между 9:00 и 15:00 часами в обоих случаях, с наивысшим в 13 часов (22,9 г ССЬ м"2 день"1 в июне и 13,2 г ССЬ м"2 день"1 в октябре, соответственно). Наименьшая эмиссия ССЬ отмечена в 21 час — в октябре (16,2 г СО: м-2 день"') и в 9 часов в июне -14,3 г СО: м"2 день"' (первый день). Коэффициент корреляции суточной динамики с температурой почвы в июне составляет 0,72, а с влажностью - 0,55, что показывает наличие прямой зависимости между ними. Соответствующий показатель в октябре составляет 0,83 и 0,68 с температурой и влажностью почвы соответственно.

6. ЗАПАСЫ И ДИНАМИКА ПОЧВЕННЫХ ПОТОКОВ УГЛЕРОДА В ТИПИЧНЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ ПАСТБИЩА И ЧЕРНОГО МНОГОЛЕТНОГОПАРА ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО ЗАПОВЕДНИКА

Содержание органического углерода в типичных черноземах пастбища варьирует в пределах от 3,5 % в первом полуметровом слое до 2,1 % - во втором (табл. 6.1.). Соответствующий запас органического углерода в верхнем полуметровом слое составляет 171,5 т/га, что па 22,0 % меньше его запаса в аналогичном горизонте выщелоченных черноземов целинной степи.

В типичных черноземах черного многолетнего пара содержание органического углерода колеблется от 3,2 % в верхнем полуметровом горизонте до 2,2 % в нижележащем полуметровом слое (табл. 6.1.). Однако показатель запасов углерода на черном многолетием пару в первом полуметровом слое составляет 156,7 т/га, что па 28,7 % меньше его запаса в некосимом участке. Содержание и запас органического углерода на пару оказались наименьшими из всех изученных вариантов экосистем Центрально-Черноземного заповедника, что, безусловно связано с тем, что на черном многолетнем пару из-за регулярной вспашки практически не остается растительных остатков, и разложение почвенной органики идет без значительной компенсации биомассы.

Таблица 6.1. - Содержание и запас органического углерода в типичных черноземах пастбища и черного многолетнего пара.

Запасы Запасы

Горизонт Глубина, см С орг.,% углерода, т/га С орг., % углерода, т/га

пастбище черный пар многолетний

0-10 4,56 45,1 3,45 33,8

А 10-30 3,28 68,3 3,31 66,9

30-50 2,59 58,1 2,77 56,0

А+АВ 50-100 2,14 126,3 2,24 124,3

Динамика общего дыхания ненарушенных почв пастбища лежит в пределах от 0,18 г С02 м"2 день"1 (3-я декада декабря) до 40,7 г С02 м"2 день"1 -2-я декада июня (рис. 6.1.). Коэффициент корреляции между показателями общего дыхания ненарушенных почв и влажности составляет -0,52, а между показателями общего дыхания ненарушенных почв и температуры почвы имеет значение 0,89.

45 40 _ 35 и 30

<и

« 25 ^20 8 15 и 10 5 0

■ОДНП

■АДМП+ГДМП • • гдмп

Л / ® V 4

/ 1 ™ \ » • «Л». < \

7 / V * \ч /А'«4«---

1 /

| г V ^

1

ооооооооооооооооооо

Рисунок 6.1. - Сезонная динамика почвенных потоков СОг в типичных черноземах пастбища.

ОДНП — общее дыхание ненарушенных почв, АДМП - автотрофное и ГДМП — гетеротрофное дыхание модельных почв.

Максимальный показатель суммарного (гетеротрофного + автотрофного) дыхания модельных почв проявляется во второй декаде июня (42,1 г ССЬ м"2 день"1), в то время как для гетеротрофного дыхания модельных почв этот показатель приходится на 1-ую декаду июня (32,5 г ССЬ м"2 день"1). Корреляционная зависимость гетеротрофного дыхания модельных почв от температуры и влажности почвы составляет 0,82 и -0,54 соответственно. Показатель интенсивности автотрофного дыхания, полученный по разнице измерений двух модельных экспериментов показал низкие значения с наибольшим показателем во второй декаде июля (9,57 г ССЬ м"2 день"1), что составляет 22,7 % от максимального значения гетеротрофного дыхания.

Диапазон эмиссионных потоков углекислого газа при общем дыхании ненарушенных почв черного многолетнего пара находится в пределах от 2,05 г СО: м"2 день"1 (в 3-ей декаде октября) до 15,4 г ССЬ м"2 день"1 - в 3-ей декаде июля (рис. 6.2). Коэффициент корреляции показателя почвенных потоков СО: при общем дыхании ненарушенных почв черного многолетнего пара с влажностью составляет -0,40, а с температурой составляет 0,89.

Максимальная интенсивность суммарного (автотрофного + гетеротрофного) дыхания отмечена во 2-ой декаде июля (23,2 г СО2 м"2 день"1), в то время как минимальная - в 3-ей декаде октября (3,11 г СОг м"2 день"1). Коэффициент корреляции суммарного дыхания с температурой составляет 0,83. В отношении гетеротрофного дыхания модельных почв, наибольшее выделение СО2 наблюдается во 2-ой декаде июля и составляет 21,1 г СО2 м"2 день"1, тогда как-наименьшее отмечается в последней декаде октября (2,47 г СО2 м"2 день"1).

Рисунок 6.2. - Сезонная динамика почвенных потоков СО2 в типичных черноземах черного многолетнего пара (услов. обозначения см. рис. 6.1).

Коэффициент корреляции между показателями гетеротрофного дыхания модельных почв черного многолетнего пара и температурой почвы составляет 0,81. Показатель интенсивности автотрофного дыхания, полученный по разнице измерений двух модельных экспериментов показал очень низкие значения с наибольшим показателем во второй декаде июля (2,1 г СОг м~2 день"'), что составляет 8,8 % от максимального значения гетеротрофного дыхания.

Сезонная динамика почвенных потоков метана на пастбище варьирует в пределах от -2,75 мг СН4 м"2 день"1 в 1-ой декаде октября 2012 г. до 4,1 мг СН4 м"2 день"1 в 1-ой декаде февраля 2013 г. (рис. 6.3). Коэффициент корреляции потоков метана с влажностью почвы составляет 0,78, а с температурой - -0,81.

-ПС

-ЧМП

- 3

л X

ч

I

2

о -1

и 2 -2

-3

-4

ООО — -- —• ГЧ ГЧ — — г1 П П ^ (О 1Л УО ^о

— — — — — — — — ррррррр ООО

П о] X '—

О — ГЧ — — ГО — (N-(N00-1

ррррррррр — —

СЧ СЧ СЧ — — ГЧ — (Ч ГП м' ГО О С4! ГП ГЧО — СЧ О —1 О —1 М О — П — СЧ

Рисунок 6.3 - Сезонная динамика почвенных потоков СН4 в типичных черноземах пастбища (ПС) и черного многолетнего пара (ЧМП).

На черном многолетнем пару выявлено, что максимальная эмиссия СН4 из почвы приходится на 1-ую декаду октября 2012 г. и составляет 1,79 мг СН4 м-2 день"1, а минимальная выпадает на 2-ю декаду ноября 2012 г. и составляет 0,03 мг СН4 м"2 день"1. Наиболее интенсивно поглощение метана почвой происходило во 2-ой декаде октября (-1,34 мг СН4 м"2 день"1), наименее интенсивное - в 1-ой декаде февраля, 2013 г. (-0,01 мг СН4 м"2 день"1). Коэффициент корреляции потоков метана с температурой составляет -0,44, а с влажностью - 0,78.

ГЛАВА 7. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВЕННЫХ ПОТОКОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ В ЧЕРНОЗЕМАХ ЛЕСОСТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ

При экологической оценке результатов проведенных исследований обнаружено значительное влияние рассмотренных видов экосистем на эмиссию углекислого газа (рис. 7.1).

Л СНК СКР5 СКР10 ПС ПЧМ

Рисунок 7Л. - Сравнительная экологическая оценка влияния вида землепользования на почвенные потоки углекислого газа (ц ± о) в различных экосистемах Центрально-Черноземного заповеднике Л - лесная экосистема, СНК - некосимая степь, СКР5 - косимая степь с пятилетней ротацией, СКР10 - косимая степь с десятилетней ротацией, ПС - пастбище и ЧМП -черный пар многолетний).

Средние значения эмиссии СО? за вегетационный период (май-октябрь 2013 г.) варьируют в пределах от 5,69 г С02 м"2день"' па черном многолетнем пару до 28,5 г СОг м"2 день"1 в целинной степи, что коррелируют с содержанием и запасами органического углерода в данных экосистемах. Взаимосвязь эмиссии СО2 с почвенными режимами температуры и влажности подтверждается результатами корреляционного анализа, представленными в предыдущих главах с

варьированием коэффициентов корреляции с температурой почвы от 0,66 в целинной степи до 0,91 на косимой степи с пятилетней ротацией, а с влажностью - от -0,40 па пару до -0,58 па косимой степи с пятилетней ротацией. Значимое влияние вида землепользования на почвенные потоки ССЬ подтверждается однофакторным дисперсионным анализом (65 %, р<0,05).

На всех изученных участках Центрально-Черноземного заповедника, за исключением некосимой степи, наблюдалась эмиссия СН4 почвой (рис. 7.2). Средние значения почвенных потоков СН4 за вегетационный период май-октябрь 2013 г. изменяются в диапазонах от -0,09 мг СН4 м"2 день"' в целинной степи до 0,84 мг СН4 м"2 день"' на пастбище. На косимых степных экосистемах наблюдаются минимальные показатели эмиссии СН4, средние значения которых составляют от 0,07 мг СН4 м"2 день"1 в косимой стспи с пятилетней ротацией до 0,16 мг СН4 м"2 день"1 в косимой степи с десятилетней ротацией.

Рисунок 7.2. - Сравнительная оценка влияния вида землепользования на почвенные потоки метана (ц ± о) в различных экосистемах ЦентральноЧерноземного заповеднике (условные обозначения см. рис. 7.1)

Расчеты усреднённых значений потоков N20 за май-октябрь показали преобладание почвенной эмиссии N20 во всех вариантах, за исключением косимых степей со слабо выраженным стоком (рис. 7.3).

Типичные черноземы пастбища характеризуются максимальной эмиссией: 0,21 ±0,09 мг N^0 м"2 день"1 с суммарным значением эмиссии за сезон в 33,6 мг/м2, или 336 г №0/га. Суммарный сток N20 за сезон в косимой степи с пятилетней ротацией составил -4,8 мг ^О/м2, или -48 г №0/га. Эмиссия N20 на черном многолетнем пару была на 38,0 % меньше, чем па пастбище, на 6,7 % меньше, чем в лесной экосистем, но на 15,4 % больше, чем в некосимой степи.

0,35 ----------- ---------------- -

0.3--т-

0,25---

1 0,2 -у-------------------Ц-------у---

Ш Ш И

■ 4.« ф ; ■; ■

-0,05 |

-0,1 1----1-

-0,15

Л СНК СКР5 СКР10 ПС ПЧМ

Рисунок 7.3. - Сравнительная оценка влияния вида землепользования на почвенные потоки закиси азота (ц ± <т) в экосистемах ЦЧЗ (условные обозначения см. рис. 7.1).

Исследуемые экосистемы характеризуются значительной дифференциацией биологической продуктивности (определяемой по приросту биомассы). Проведенные исследования показали, что максимальной биологической продуктивностью отличается пекосимая степь (со средней продуктивностью 22,8 т/га - рис. 7.4). Минимальная биологическая продуктивность наблюдалась на пастбище: на 56,8 % меньше, чем в некосимой степи. Но это связано с тем, что на пастбище крупный рогатый скот успевает съедать наращиваемую биомассу.

НКС Р5КС Р10КС ПС

Рисунок 7.4. - Фиксируемая на ключевых участках биологическая продуктивность (ц ± ст) изучаемых экосистем Центрально-Черноземного заповедника (условные обозначения см. рис. 7.1)

выводы

1. Проведённые исследования представительных модельных природных и агроэкосистем Центрально-Черноземного реп юна России показали существенную пространственную изменчивость почвенных потоков парниковых газов по вариантам землепользования: при варьировании средних значений общего дыхания ненарушенных почв за вегетационный период (май-октябрь 2013 г.) в пределах от 5,69 г СО: м"2 день"1 на пару до 28,5 г СО: м"2 день"1 в некосимой степи - при преобладании гетеротрофного дыхания над автотрофным (30,891,1 %) во всех исследуемых модельных почвах. Значимое влияние вида землепользования на почвенные потоки СО: подтверждается однофакторным дисперсионным анализом (79 %, р <0,05).

2. В результате проведенных исследований установлена кратная сезонная динамика почвенных потоков СО: с максимальной эмиссией в июле - в лесной экосистеме (49,9 г СО: м~2 день"') и минимальной в октябре - на черном многолетнем пару (2,05 г СО: м"2 день"') - при высоких уровнях корреляционной зависимости почвенных потоков СО: от температуры (г= 0,83) и влажности почвы (г= -0,50).

3. Результаты суточной динамики почвенных потоков углекислого газа на косимой степи с десятилетней ротацией показали 1,5-2-кратную изменчивость в течение суток. Колебание показателей суточной динамики в меньшей степени проявлялось в июне на фоне высоких значений эмиссии (18,1 г СО: м"2 день"'), чем в октябре (8,26 г СО: м"2 день"'), хотя в обоих случаях максимальные показатели суточной динамики наблюдаются между 9:00 и 15:00 часам, при достаточно высокой температуре почвы.

4. Отмечена четкая дифференциация почвенных потоков СН4 в природных и агрогенных вариантах землепользования с преобладанием стока на некосимой степи (в среднем - -0,09 мг СН4 м"2 день"1) и эмиссии на пастбище (в среднем - 0,84 мг СН4 м"2 день"'). Значимое влияние вида землепользования на почвенные потоки СН4 подтверждается однофакторным дисперсионным анализом (65 %, р<0,05).

5. Установлена четко выраженная сезонная изменчивость почвенных потоков СН4 за вегетационный период (май-октябрь, 2013 г.): в пределах от -0,12 мг СН4 м"2 день"' в некосимой степи и косимой степи с десятилетней ротацией в мае, до 2,43 мг СН4 м"2 день"' в лесной экосистеме - в сентябре.

6. Проведённые исследования почвенных потоков Ы:0 в природных и агрогенно измененных экосистемах Центрально-Черноземного заповедника показали существенную пространственную изменчивость потоков Ы:0 по вариантам землепользования: при варьировании средних значений потоков Ы:0 за вегетационный период (май-октябрь 2013 г.) от очень слабого стока

(-0,03±0,05 мг N20 м"2 день"') в косимой степи до хорошо выраженной эмиссии (0,21±0,09 мг №0 м"2 день"1) на пастбище.

7. Выявлена яркая сезонная изменчивость почвенных потоков закиси азота с варьированием потоков в пределах от -0,5мг N2O м"2 день"1 (в конце июня/июля, соответственно, в косимой степи и многолетнем черном пару) до 0,85 мг N2O м"2 день"1 в третьей декаде июня на пастбище.

8. Установлено существенное влияние температуры и влажности почвы на почвенные потоки закиси азота, с максимальными значениями коэффициента корреляции потока N2O с температурой почвы на пару (г= -0,83) и с влажностью почвы в косимой степи (г= 0,75), при варьировании температуры почвы от 3 до 33 °С и влажности в пределах 10-40 %).

9. Данные по потокам парниковых газов хорошо согласуются с четким выявленным пространственным разнообразием почвенных запасов органического углерода от 219,9 т/га в целинной степи до 156,7 т/га на черном многолетнем пару и биологической продуктивностью от 22,8 та/га (в целинной степи) до 9,80 т/га (на пастбище).

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Тембо А., Самарджич М., Васенев В.И., Рыжков О.В., Морев Д.В., Васенев ИМ. Анализ основных факторов, влияющих на почвенную эмиссию углекислого газа черноземами стрелецкой степи. // Современные проблемы науки и образования. -2014,-№2; URL: http://wwvv.science-education.nl/116-12864.

2. Тембо А., Самарджич М„ Морев Д.В., Валентини Р., Васенев И.И. Агроэкологический мониторинг почвенных потов закиси азота в природных и агрогенно измененных черноземах Центрально-Черноземного заповедника. // Агрохимический вестник, № 5 - 2014. - С. 22-27.

3. Sarzhanov D., Vasenev V., Sotnikova J., Tembo A. and Valentini R. Spatial-temporal variability of soil C02 emissions within urban areas in forest-steppe zone of Central Russia. // Geophysical Research Abstracts Vol. 16, EGU 2014-501, 2014.

4. Tembo A., Sarjanov D. / mentor: Prof. Dr. Vasenev I.I. Land-use impact on C02 fluxes from Russian Chernozems. // Proceedings of the 37th conference of agricultural students and veterinary medicine with international participation, Novi Sad, 2013.-P. 93-99.

5. Vasenev V., Tembo A., Sarzhanov D., Sotnikova J., Ryzhkov O., Lakeev P. and Valentini R. Land use influence on 3-D distribution of soil microbiological activity in forest-steppe zone of Central Russia. // Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, EGU 2014-221,2014.