Содержание
Тундровые глеевые почвы — Развитие земельных и водных ресурсов
Снять квартиру посуточно в анапе снять жилье в анапе всябронь.рф/hotel/russia/anapa.
Тундровые глеевые почвы — это почвы, формирующиеся на многолетнемерзлых, преимущественно суглинистых отложениях в условиях очень короткого и холодного вегетационного периода под лишайниково-моховой растительностью, характеризующиеся оглеенным профилем типа 0(T)-(A)-(Bg)-G.
Важную роль в генезисе тундровых глеевых почв играют такие криогенные процессы, как пятнообразование, пучение, трещинообразование.
Крупнейшие русские и советские почвоведы, ботаники, географы неоднократно уделяли внимание изучению почв северных окраин нашей родины. В.В.Докучаев в числе главных почвенных зон выделил особую «бореально-тундровую» зону, считая, что должен существовать особый «полярный» тип почвообразования. Н. М. Сибирцев также выделил тундровые почвы в один из классов зональных почв.
Тундровые глеевые почвы типичны для тундровой ландшафтно- географической зоны. Они тянутся полосой различной ширины по всей северной окраине Евразии и Северной Америки. В южном полушарии из-за отсутствия суши в соответствующих широтах тундровые глеевые почвы не распространены. В Евразии эти почвы составляют 2,7% от площади континента. В Северной Америке их доля в почвенном покрове даже выше — до 4,6%. Общая площадь их на земном шаре около 2600 тыс. км2.
В тундре выделяются три подзоны: подзона южных кустарниковых (мохово-кустарниковых) тундр, подзона типичных моховых (пушицево-моховых) тундр и подзона арктических тундр. В отличие от южных и типичных тундр для арктических тундр характерна несомкнутость растительного покрова; доминирующий тип распределения растительности, как и в арктической зоне, полигонально-сетчатый.
Значительный запас мертвых растительных остатков в тундрах обусловлен замедленной минерализацией опада, бедностью бактериальной флоры, неблагоприятными почвенными температурами.
В мертвом органическом веществе аккумулируется значительное количество энергии тундровых биогеоценозов. Биологический круговорот в тундрах можно характеризовать как заторможенный, застойный, с малой емкостью за счет низкой продуктивности и невысокой зольности тундровых растений.
Тундровые глеевые почвы, описанные в различных биоклиматических провинциях тундровой зоны, в зависимости от условий почвообразования могут иметь довольно существенные различия в строении профиля. В наиболее общем виде профиль тундровой глеевой почвы на суглинистых отложениях состоит из горизонта подстилки (О или OA), гумусового или перегнойного горизонта (А или ОА/А), оглеенного переходного горизонта Bg и глеевого горизонта G. В различных подтипах тундровых глеевых почв строение профиля может существенно меняться: тундровые глеевые гумусные почвы имеют хорошо выраженный гумусо-аккумулятивный горизонт мощностью в несколько сантиметров, тундровые глеевые перегнойные почвы характеризуются буровато-коричневым мажущимся органогенным горизонтом с большим количеством полуразложившегося растительного материала, тундровые глеевые типичные почвы имеют только слой подстилки (тундрового войлока) из мхов и кустарничков, в тундровых глеевых торфянистых почвах органогенный горизонт может достигать мощности 10—20 см.
Морфологические исследования тундровых глеевых почв показывают, что для органогенных горизонтов характерна сильная опесчаненность и почти незаметное в шлифах содержание илистой фракции; связующим цементом между минеральными зернами служит органическое вещество, состоящее из растительных остатков разной степени гумификации. Поверхность минеральных зерен от илистых частиц и пленок отмыта. В связи с тем, что иллювиирование ила в подстилающие горизонты не наблюдается, можно предположить, что вынос илистых частиц осуществляется боковым стоком по рыхлым органогенным горизонтам.
Криогенные процессы в тундровых глеевых почвах влияют на микроструктуру глинистого вещества минеральных горизонтов, для которого характерно ярко выраженное чешуйчатое строение. Образование ориентированных глин чешуйчатой формы вероятнее всего связано с длительным замерзанием почвенной толщи, при котором вся она пронизывается кристаллами льда и глинистые частицы ориентируются вдоль этих кристаллов.
При медленном оттаивании они сохраняют свою ориентацию.
В шлифах глеевых горизонтов доминирует серая окраска. По редким порам имеются зоны окисления ржаво-бурого цвета. Горизонты плохо агрегированы, содержат мало грубых растительных остатков, нет отмытости стенок пор и минеральных зерен от глинистого вещества. Характерно накопление большого количества аморфных соединений железа, пропитывающих окисленные участки глеевых горизонтов. В них же встречаются округлые стяжения гидроксидов железа до 1 мм в диаметре.
Для типа тундровых глеевых почв характерна слабая дифферен- цированность профиля по распределению ила и минеральных компонентов. Факторов, которые ограничивают дифференциацию профиля, несколько. Важнейшими из них являются: мерзлотный массо- и влагообмен в профиле (перемешивание и постоянное обновление), наличие труднопроницаемых глеевых тиксотропных горизонтов, затрудненность бокового оттока элементов из-за неравномерного оттаивания мерзлоты на различных элементах нано- и микрорельефа.
Однако в тундровых глеевых почвах идет ряд процессов, которые хотя и в слабой степени, но способствуют их дифференциации. Это процессы оглеения, нисходящая миграция, криогенное подтягивание веществ из минеральных горизонтов в органогенные и наоборот и, наконец, боковой сток, интенсивно идущий по органогенным горизонтам в период максимального оттаивания профиля.
Различия по валовому составу генетических горизонтов тундровых глеевых почв, как правило, невелики. В арктических тундрах профиль почти не дифференцирован по содержанию ила и полуторных оксидов. В подзонах типичной и южной тундр при благоприятных условиях наблюдается слабая дифференциация профиля.
Большинство исследователей тундровых глеевых почв отмечают преобладание крупнопылеватых и мелкопесчаных фракций в их гранулометрическом составе. Это является следствием того, что при криолитогенезе (преобразование различных горных пород под влиянием мерзлотных процессов) тонкозернистые продукты образуются главным образом за счет физического выветривания, химическое выветривание имеет подчиненное значение.
Может иметь место и агрегация глинистых частиц, приводящая к образованию частиц размерности пыли.
В связи с слабовыраженными процессами неосинтеза глин в криогенных почвах минералогический состав тундровых глеевых почв в значительной мере унаследуется от почвообразующих пород. Как правило, среди тонкодисперсных минералов илистой фракции преобладают гидрослюды (при почвообразовании на моренных и покровных суглинках и некоторых других почвообразующих породах). Но на полуострове Таймыр и северо-западе Аляски, например, где почвообразование идет на морских темноцветных суглинках, в илистой фракции тундровых глеевых почв преобладают смешанослойные минералы и монтмориллонит.
Гумус тундровых глеевых почв характеризуется преобладанием бесцветных подвижных гумусовых веществ типа фульвокислот.
Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот колеблется в пределах 0,1—0,6. В составе гумуса преобладают фракции, связанные с полуторными оксидами; большую долю составляют неспецифические вещества (30—40%).
Подвижность гумуса приводит к пропитанности профиля тундровых глеевых почв бесцветным органическим веществом. При наличии многолетнемерзлого водоупорного горизонта гумусовые соединения механически задерживаются над мерзлотой и накапливаются в надмерзлотном горизонте профиля.
Реакция тундровых глеевых почв в различных подзонах колеблется от кислой до слабокислой, почти нейтральной. Наиболее кислыми являются тундровые глеевые почвы южных тундр и лесотундры. Весьма существенно на реакции почв сказывается характер почвообразующих пород. Так, почвы на морских суглинистых отложениях (полуостров Таймыр, например) имеют слабокислую, почти нейтральную реакцию. В непосредственной близости от морских побережий на реакцию почв влияет принос солей с моря. Например, рН органогенного горизонта арктических тундр Югорского полуострова выше, чем в минеральных, за счет приносимых солей. Обычно же в тундровых почвах органогенные горизонты значительно кислее минеральных.
Емкость поглощения тундровых глеевых почв небольшая, но степень насыщенности основаниями высокая, за исключением органогенных горизонтов.
Для тундровых глеевых почв характерна высокая плотность, низкая порозность (особенно в глеевых горизонтах), слабая аэрация. Низкая фильтрационная способность глеевых горизонтов обусловливает интенсивный боковой сток по органогенным горизонтам.
Основными чертами тундрового глеевого почвообразования, определяемыми всем комплексом биоклиматических условий, являются следующие: небольшая скорость разрушения и изменения почвообразующих пород; замедленное удаление продуктов выветривания и почвообразования из почвенной толщи; слабая дифференциация профиля по распределению ила и минеральных компонентов; оглеенность профиля; относительная замедленность разложения и синтеза органических веществ и, как следствие этого, образование грубогумусных горизонтов с значительным количеством легкорастворимых гумусовых соединений фульватной природы; существенная роль криогенных процессов в формировании морфологии и химических свойств почв.
В районах распространения тундровых глеевых почв традиционными формами хозяйства являются оленеводство, рыболовство, охотничий промысел.
В последние десятилетия появились также очаги звероводства. Биологические ресурсы тундры и лесотундры достаточно велики: здесь добывается много пушнины и рыбы, выпасается около 3 млн. домашних оленей и обитает несколько сот тысяч диких северных оленей. Поэтому основная часть территории используется как пастбища для оленя.
Интенсивное хозяйственное освоение Севера требует развития пригородного хозяйства: молочного животноводства, свиноводства, птицеводства, огородничества. Основой развития животноводства в суровых условиях Крайнего Севера является кормовая база. Кроме необходимого набора привозных концентратов она должна включать долголетние культурные и улучшенные естественные пастбища, лугопастбищные севообороты, зеленый конвейер. Главным источником получения грубых, сочных и пастбищных кормов на Севере являются пойменные угодья (различные типы аллювиальных почв), однако и тундровые глеевые почвы, особенно приуроченные к южным склонам и относительно легким почвообразующим породам, могут стать резервом сельскохозяйственных угодий, необходимых для получения кормов.
Урожайность сена на таких лугах может достигать 3—10 ц/га. Систематическая подкормка лугов минеральными и органическими удобрениями обеспечивает получение не менее 20—25 ц/га сена.
В тех районах Севера, где ощущается недостаток естественных луговых угодий, большую роль может сыграть возделывание многолетних трав. Травы на Крайнем Севере способны при благоприятных условиях агротехники давать урожаи сена от 20 до 60 ц/га. Кроме трав наиболее распространенной в настоящее время кормовой культурой является овес (70—150 ц зеленой массы/га). Перспективными культурами могут быть также ячмень, озимая рожь, некоторые кормовые корнеплоды и клубнеплоды.
Почвообразовательный процесс в тундре | big-archive.ru
Автор admin На чтение 7 мин Просмотров 999 Опубликовано
Развитие почвообразовательного процесса в тундре отличается большим своеобразием.
Основные особенности почвообразования в тундре связаны с низкими температурами и высокой влажностью воздуха. Большое влияние имеет также вечная мерзлота, препятствующая проникновению влаги вглубь, поэтому вся толща тундровой почвы постоянно оказывается крайне влажной. Вместе с тем наличие влаги затрудняет доступ кислорода в более глубокие слои почвы, в результате чего в почвах тундры всегда господствует анаэробиозис.
Развитие анаэробных процессов приводит, с одной стороны, к образованию в почве закисных соединений железа, а с другой, — к накоплению мертвого органического вещества в виде торфа.
Низкие температуры и непродолжительность вегетационного периода препятствуют интенсивному развитию биологических процессов.
Весьма слабое развитие в почвах тундры имеют процессы химического выветривания, преобладающим здесь является физическое, морозное выветривание. Растительность развита скудно. Деятельность микроорганизмов в тундровых почвах угнетена.
Микрофлора этих почв однообразна и количественно бедна; в ней преобладают главным образом микобактерии, плесневые грибы и актиномицеты.
Вследствие плохой аэрации в почвах тундры почти полностью отсутствует такой фиксатор азота, как азотобактер, и связывание азота в этих условиях осуществляется главным образом анаэробными бактериями. Нитрификация в почвах выражена крайне слабо, а во многих случаях и вовсе не обнаруживается. Процессы нитрификации явно проявляются лишь в луговых тундровых почвах, развивающихся на наиболее сухих местах под злаковой растительностью, но удельный вес этих почв в общем почвенном покрове тундровой зоны сравнительно ничтожен.
Вследствие слабого развития микробиологической деятельности процессы минерализации органического вещества в почвах идут весьма медленно. Поэтому содержащиеся в торфе зольные элементы остаются недоступными для травянистых и деревянистых растений.
Вследствие слабого развития растительности ежегодный прирост и поступление органического вещества в почву весьма ничтожны.
Поэтому и мощность торфяного слоя болот в тундре очень невелика и обычно не превышает 1 м, редко достигая и этой величины. Нередко встречаются заболоченные участки и вовсе лишенные торфянистого слоя.
Развитие почвообразовательного процесса в тундровой зоне осуществляется главным образом под пологом мохово-лишайникового и кустарникового покрова при незначительном участии или даже отсутствии травянистой растительности.
В результате таких условий почвообразования дерновый процесс в тундре проявляется крайне слабо. Поэтому в профиле почв тундровой зоны обнаруживается обычно лишь едва заметный на глаз перегнойный горизонт мощностью около 3—9 см, имеющий несколько более темно-серую окраску по сравнению со всей почвенной толщей. Иногда же этот горизонт совсем не выражен.
В столь же слабой степени проявляется здесь и подзолообразовательный процесс, сущность которого будет рассмотрена несколько ниже. Наличие слоя вечной мерзлоты, расположенного неглубоко от поверхности, препятствует просачиванию воды сверху вниз, а следовательно, исключает возможность выщелачивания и оподзоливания почвы.
Этим и объясняется тот факт, что в тундровых почвах подзолистый горизонт в большинстве случаев совсем отсутствует или же выражен весьма слабо. Только на песчаных и супесчаных материнских породах, обладающих хорошей водопроницаемостью, обычно встречаются почвы с заметно развитым подзолистым горизонтом.
При этом оподзоливание начинается обычно непосредственно с поверхности под слоем подстилки из отмершей скудной тундровой растительности.
В то же время почти во всех без исключения почвах тундровой зоны как результат развития восстановительных процессов резко выражено оглеение. При этом в одних почвах обнаруживаются лишь неяркие сизые и охристые пятна, в других же оглеением охвачена вся толща почвы с характерной ярко-синей окраской.
Нередко в почвах тундры сплошной глеевый горизонт залегает непосредственно под лишайниково-моховой растительностью и простирается на 25—30 см в глубину. Иногда же, наоборот, хорошо выраженный глеевый горизонт залегает в нижней части профиля над слоем вечной мерзлоты, а поверхностный слой почвы оглеен слабо.
Наиболее распространенными почвами в тундровой зоне являются полигональные, глеевые, торфяно-глеевые, подзолисто-глеевые, торфяники и дерновые луговые.
Полигональные почвы свойственны наиболее северной окраине тундровой зоны и широко встречаются в северной части полуостровов Ямал и Таймыр, а главным образом на островах Северного Ледовитого океана. Это своеобразные почвенные образования, поверхность которых разбита морозобойными трещинами на многоугольники до 10 м в поперечнике. Состоят они обычно из грубого обломочного материала с небольшой примесью мелкозема. Эти образования почти лишены растительности или же покрыты преимущественно лишайниками и мхами.
Полигональные почвы отличаются едва выраженным перегнойным горизонтом, мощность которого не превышает 2 см> ничтожным количеством органического вещества, слабокислой или нейтральной реакцией и значительной насыщенностью кальцием и магнием. Некоторое представление об этих свойствах полигональных почв дает табл.
19.
Глеевые почвы являются наиболее типичными и широко распространенными в тундровой зоне. Поверхность их нередко лишена заметного слоя органического вещества, иногда же имеет перегнойно-торфяный слой мощностью до 4 см, под которым залегает глеевый горизонт с ярко выраженной синей окраской.
Глеевые почвы характеризуются слабокислой или нейтральной, реже — слабощелочной реакцией. Поверхность этих почв в большинстве случаев покрыта густой сетью морозобойных трещин до 30 — 50 см глубиной, которые в некоторой степени играют роль естественного дренажа.
Торфяно-глеевые почвы характеризуются наличием на их поверхности торфяного слоя мощностью до 10—20 см, под которым залегает гумусовый горизонт толщиной 2—3 см, и резко выраженньш глеевым горизонтом. Они занимают обширные пространства как в арктической тундре, так и в южной тундре и лесотундре. Внешних признаков оподзоливания в профиле торфяно-глеевых почв не обнаруживается, что подтверждается также и аналитическими данными, приведенными в табл.
20.
Вместе с тем торфяно-глеевые почвы, как видно из табл. 21, обладают кислой реакцией и содержат в себе поглощенные Н+ и А1+++
Подзолисто-глеевые почвы встречаются главным образом в лесотундре и кустарниковой тундре. Их развитие приурочено преимущественно к залеганиям супесчаных и песчаных отложений, покрытых кустарниковой или древесной растительностью. Профиль подзолисто-глеевых почв характеризуется наличием верхнего перегнойного горизонта мощностью 0—3 см или небольшого торфянистого слоя, ниже которого залегает слабо выраженный подзолистый горизонт мощностью 7—10 см.
Глубже явно выделяется иллювиальный горизонт мощностью 20—26 см, заметно обогащенный скоплением перегноя и железа.
Торфяники наиболее широко распространены в лесотундре, затем в южной и кустарниковой тундре.
При этом в южных подзонах преобладают преимущественно сфагновые торфяники, по мере же продвижения к северу — гипновые болота.
Дерновые луговые почвы встречаются главным образом по поймам рек под травянистой растительностью в условиях хорошего дренажа. Они отличаются заметно выраженным перегнойным горизонтом, значительным содержанием перегноя и слабокислой или нейтральной реакцией.
К сказанному следует добавить, что существенной особенностью всех тундровых почв является их малая мощность, обусловленная слабым развитием химических и биологических процессов. Так, например, в почвах Хибинской тундры, где отсутствует вечная мерзлота, горизонт A1 составляет 2—3 см, горизонт А2 — 7—10 см, а с глубины 30—40 см уже начинается горизонт С, т. е. почвообразующая порода. В Большеземельской тундре общая мощность почв обычно не превышает 20—30 см, в Западной Сибири— 20—25 см, а на севере Якутии — 3—9 см.
Аналогичное строение имеют почвы тундры и в других пунктах. Так, профиль тундровой почвы Красноярского края отличается следующими особенностями: сверху залегает торфяная подстилка мощностью 3—7 см из мхов, осок и веточек карликовой полярной березы; ниже идет перегнойный горизонт мощностью 1—2 см; еще ниже оглееный синеватый горизонт мощностью 20—25 см с обильными признаками ржавчины; под ним залегает мерзлая почвообразующая порода.
Содержание перегноя в тундровых почвах колеблется чаще всего в пределах от 1 до 2%, но в отдельных случаях может достигать 8—15%; при этом около 70% его составляют фульвокислоты и только 10—15% представлены гуминовой кислотой.
Вследствие слабого развития биологических и химических процессов почвенный раствор тундровых почв беден минеральными соединениями; содержание плотного остатка в водных вытяжках из тундровых почв составляет 0,03—0,10%, в том числе на долю минерального остатка приходится около 0,02—0,07%.
Энергия нитрификации в целинных тундровых почвах ничтожна. Количество усвояемой фосфорной кислоты и калия в почвах тундры также весьма ограничено.
Обладая весьма малым запасом питательные веществ, почвы тундры отличаются повышенной гидролитической и обменной кислотностью и соответственно низкой насыщенностью основаниями.
Вместе с тем в тундре встречается немало почв, насыщенных основаниями, в которых почти не наблюдается никаких признаков выщелачивания и вымывания.
Реакция почвенного раствора в таких почвах обычно бывает слабокислой или нейтральной. Такого рода почвенные образования довольно часто встречаются в районах распространения карбонатных отложений.
—Источник—
Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
Сдвиги прокариотических сообществ при почвообразовании на песках в тундровой зоне
1. Esposito A, Ciccazzo S, Borruso L, Zerbe S, Daffonchio D, Brusetti L. Трехуровневый анализ бактериальных сообществ, участвующих в колонизации горных пород и почвообразовании в высокогорных условиях. Карр микробиол. 2013; 67: 472–479. 10.1007/s00284-013-0391-9
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Wu X, Zhang W, Liu G, Yang X, Hu P, Chen T, et al.
Бактериальное разнообразие в форланде ледника Тянь-Шань № 1, Китай. Environ Res Lett.
2012;7:014038
10.1088/1748-9326/7/1/014038 [CrossRef] [Google Scholar]
3. Sun H, Wu Y, Zhou J, Bing H. Вариации бактериальных и грибковых сообществ вдоль первичной сукцессионной хронопоследовательности в районе отступления ледника Хайлуогоу (гора Гонга). , ЮЗ Китая). J Mt Sci. 2016; 13: 1621–1631. 10.1007/s11629-015-3570-2 [CrossRef] [Google Scholar]
4. Ciccazzo S, Esposito A, Borruso L, Brusetti L. Микробные сообщества и первичная сукцессия в высокогорной среде. Энн Микробиол. 2016; 66: 43–60. 10.1007/s13213-015-1130-1 [CrossRef] [Google Scholar]
5. Тернер Б.Л., Лалиберте Э. Развитие почвы и доступность питательных веществ вдоль 2-миллионной хронологической последовательности прибрежных дюн в богатых видами средиземноморских кустарниках на юго-западе Австралии. Экосистемы. 2015; 18: 287–309. 10.1007/s10021-014-9830-0 [CrossRef] [Google Scholar]
6. Liu L, Liu Y, Hui R, Xie M. Восстановление структуры микробного сообщества биологических почвенных корок на сукцессионных стадиях восстановления растительности пустыни Шапотоу, северо-запад Китай.
Почва Биол Биохим. ООО «Эльзевир»; 2017; 107: 125–128. 10.1016/j.soilbio.2016.12.030 [CrossRef] [Google Scholar]
7. Шауб И., Баум С., Шуманн Р., Карстен У. Влияние ранней сукцессионной биологической почвенной корки из прибрежных песчаных дюн умеренного пояса (СВ Германия) на стехиометрию элементов почвы и активность фосфатазы. Микроб Экол. микробная экология; 2018; 1–13. 10.1007/s00248-018-1220-2
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
8. Kelly LC, Cockell CS, Thorsteinsson T, Marteinsson V, Stevenson J. Первые микробные сообщества лавового потока Fimmvortuhals, Eyjafjallajokull, Исландия. Микроб Экол. 2014; 68: 504–518. 10.1007/s00248-014-0432-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Zhan J, Sun Q. Разнообразие свободноживущих азотфиксирующих микроорганизмов в ризосфере и вне ризосферы пионерных растений, произрастающих на пустырях хвостохранилищ медных рудников. Микробиолог Рез. Исследовательский центр экологических наук Китайской академии наук; 2012; 167: 157–165.
10.1016/j.микр.2011.05.006
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Cao C, Zhang Y, Cui Z, Feng S, Wang T, Ren Q. Реакция сообщества почвенных бактерий на восстановление растительности движущихся песчаных дюн в полузасушливых пастбищах. Приложение Microbiol Biotechnol. Прикладная микробиология и биотехнология; 2017; 101: 6217–6228. 10.1007/с00253-017-8336-з
[PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
11. Yu J, Unc A, Zhang X, Steinberger Y. Реакция микробного катаболического профиля и разнообразия почвы на восстановление растительности на деградированных полузасушливых пастбищах. Прил. Экология почвы. Эльзевир Б.В.; 2016; 101: 124–131. 10.1016/j.apsoil.2016.01.022 [CrossRef] [Google Scholar]
12. Blaud A, Lerch TZ, Phoenix GK, Osborn AM. Микробное разнообразие почв Арктики в меняющемся мире. Рез микробиол. Эльзевир Массон САС; 2015; 166: 796–813. 10.1016/j.resmic.2015.07.013
[PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
13. Уокер Л.Р., Уордл Д.А., Барджетт Р.Д., Кларксон Б.
Д. Использование хронопоследовательностей в исследованиях экологической сукцессии и развития почв. J Экол. 2010; 98: 725–736. 10.1111/j.1365-2745.2010.01664.x [CrossRef] [Google Scholar]
14. Nemergut DR, Anderson SP, Cleveland CC, Martin AP, Miller AE, Seimon A, et al.
Сукцессия микробного сообщества в лишенной растительности недавно дегляциированной почве. Микроб Экол. 2007; 53: 110–122. 10.1007/s00248-006-9144-7
[PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
15. Schmidt S., Reed SC, Nemergut DR, Stuart Grandy A, Cleveland CC, Weintraub MN, et al.
Самые ранние стадии сукцессии экосистем в высокогорных (5000 м над уровнем моря), недавно дегляциированных почвах. Proc R Soc B Biol Sci. 2008; 275: 2793–2802. 10.1098/рспб.2008.0808
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
16. Chrismas NAM, Anesio AM, Sánchez-Baracaldo P. Будущее геномики полярных и альпийских цианобактерий. FEMS Microbiol Ecol. 2018; 1–10. 10.1093/фемсек/fiy032
[PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
17.
Glanville HC, Hill PW, MacCarone LD, Golyshin PN, Murphy DV, Jones DL. Температура и вода контролируют появление растительности, динамику микробов и потоки углерода и азота в почве в экосистеме высокогорной арктической тундры. Функция Экол. 2012; 26: 1366–1380. 10.1111/j.1365-2435.2012.02056.x [CrossRef] [Google Scholar]
18. Чапин Ф.С., Матсон П.А., Витоусек П.М. Принципы экологии наземных экосистем [Интернет]. Спрингер;
Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York; 2011.
10.1007/978-1-4419-9504-9 [CrossRef] [Google Scholar]
19. Castle SC, Sullivan BW, Knelman J, Hood E, Nemergut DR, Schmidt SK, et al.
Питательное ограничение микробной активности почвы на самых ранних стадиях развития экосистемы. Экология. Спрингер Берлин Гейдельберг; 2017; 10.1007/s00442-017-3965-6
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
20. Liu X-Y, Koba K, Koyama LA, Hobbie SE, Weiss MS, Inagaki Y, et al.
Нитраты являются важным источником азота для растений арктической тундры. Proc Natl Acad Sci.
2018;115:3398–3403. 10.1073/пнас.1715382115
[Статья бесплатно PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
21. Henry S, Baudoin E, López-Gutiérrez JC, Martin-Laurent F, Brauman A, Philippot L. Количественная оценка денитрифицирующих бактерий в почвах по гену nirK направленная ПЦР в реальном времени. J Микробиологические методы. 2004; 59: 327–335. 10.1016/j.mimet.2004.07.002
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
22. Мэдсен Э.Л. Микроорганизмы и их роль в фундаментальных биогеохимических циклах. Курр Опин Биотехнолог. ООО «Эльзевир»; 2011; 22: 456–464. 10.1016/j.copbio.2011.01.008
[PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
23. Браун С.П., Юмппонен А. Сравнение первичных сукцессионных траекторий грибов и бактерий в почвах отступающих ледников. Мол Экол. 2014; 23: 481–497. 10.1111/меч.12487
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
24. Шмидт С.К., Немергут Д.Р., Дарси Дж.Л., Линч Р. По-разному ли собираются сообщества бактерий и грибов во время первичной сукцессии?
Мол Экол.
2014; 23: 254–258. 10.1111/меч.12589
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
25. Jangid K, Whitman WB, Condron LM, Turner BL, Williams MA. Сукцессия почвенных бактериальных сообществ в процессе длительного развития экосистемы. Мол Экол. 2013; 22: 3415–3424. 10.1111/меч.12325
[PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
26. ИССС. Всемирная справочная база почвенных ресурсов 2014 [Интернет]. 2014. ISSN 0532-0488
27. Фиерер Н., Джексон Дж.А., Вилгалис Р., Джексон Р.Б. Оценка структуры микробного сообщества почвы с использованием таксон-специфических количественных ПЦР-анализов. Appl Environ Microbiol. 2005;71:4117
10.1128/АЭМ.71.7.4117-4120.2005
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
28. Yu Y, Lee C, Hwang S. Анализ структур сообщества в анаэробных процессах с использованием количественного метода ПЦР в реальном времени. Технологии водных наук. 2005; 52: 85–9.1. [PubMed] [Google Scholar]
29. Poly F, Ranjard L, Nazaret S, Gourbière F, Jocteur Monrozier L.
Сравнение генофондов nifH в почвах и почвенных микросредах с контрастными свойствами. Appl Environ Microbiol. 2001; 67: 2255–2262. 10.1128/АЭМ.67.5.2255-2262.2001
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
30. Hallin S, Jones CM, Schloter M, Philippot L. Взаимосвязь между N-циклическими сообществами и функционированием экосистемы в 50-летнем эксперименте по оплодотворению. Исме Дж. Издательская группа Nature; 2009 г.;3: 597–605. 10.1038/Исмей.2008.128
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
31. Michotey V, Méjean V, Bonin P. Сравнение методов количественного определения цитохромных cd1-денитрифицирующих бактерий в морских образцах окружающей среды. Appl Environ Microbiol. 2000; 66: 1564–1571. 10.1128/АЭМ.66.4.1564-1571.2000
[Статья бесплатно PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
32. Throbäck IN, Enwall K, Jarvis Å, Hallin S. Переоценка праймеров для ПЦР, нацеленных на гены nirS, nirK и nosZ, для общественных исследований денитрифицирующих бактерий с помощью DGGE.
FEMS Microbiol Ecol. 2004;49: 401–417. 10.1016/j.femsec.2004.04.011
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
33. Bates ST, Berg-Lyons D, Caporaso JG, Walters WA, Knight R, Fierer N. Изучение глобального распределения доминирующих популяций архей в почве. Издательская группа ISME J. Nature; 2011;5: 908–917. 10.1038/исмей.2010.171
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
34. Caporaso JG, Kuczynski J, Stombaugh J, Bittinger K, Bushman FD, Costello EK, et al.
QIIME позволяет анализировать данные секвенирования с высокой пропускной способностью. Нат Методы. 2010;7: 335–336. 10.1038/нмет.ф.303
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
35. Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: гибкий триммер для данных последовательностей Illumina. Биоинформатика. 2014;30: 2114–2120. 10.1093/биоинформатика/btu170
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
36. Айва С., Николс Б., Рогнес Т., Флури Т., Маэ Ф. VSEARCH: универсальный инструмент с открытым исходным кодом для метагеномики.
Пир Дж. 2016;4: e2584
10.7717/аналог 2584
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
37. Чао А. Непараметрическая оценка количества классов в популяции Автор. Скандинавский J Stat. 1984;11: 265–270. [Google Scholar]
38. Колвелл Р.К., Коддингтон Дж.А. Оценка наземного биоразнообразия посредством экстраполяции. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 1994; 345: 101–118. 10.1098/рстб.1994.0091
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
39. Lozupone C, Lladser ME, Knights D, Stombaugh J, Knight R. UniFrac: метрика эффективного расстояния для сравнения микробных сообществ. Издательская группа ISME J. Nature; 2011;5: 169–172. 10.1038/исмей.2010.133
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
40. Бакеридж К.М., Банерджи С., Сицилиано С.Д., Гроган П. Сезонный характер структуры почвенного микробного сообщества в мезональной низинной арктической тундре. Почва Биол Биохим. ООО «Эльзевир»; 2013; 65: 338–347. 10.1016/j.soilbio.2013.06.012 [CrossRef] [Google Scholar]
41.
Ren J, Song C, Hou A, Song Y, Zhu X, Cagle GA. Сдвиги в почвенных бактериальных и архейных сообществах во время циклов замерзания-оттаивания в сезонном замерзшем болоте, Северо-Восточный Китай. Научная общая среда. Эльзевир Б.В.; 2018; 625: 782–791. 10.1016/j.scitotenv.2017.12.309[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
42. Кузяков Ю., Благодатская Е. Микробные очаги и горячие моменты в почве: Концепция и обзор. Почва Биол Биохим. ООО «Эльзевир»; 2015; 83: 184–199. 10.1016/j.soilbio.2015.01.025 [CrossRef] [Google Scholar]
43. Семенов М.В., Чернов Т.И., Тхакахова А.К., Железова А.Д., Иванова Е.А., Колганова Т.В., и др.
Распределение прокариотических сообществ по профилю Черноземья при разных землепользованиях на протяжении более века. Прил. Экология почвы. Эльзевир; 2018; 127: 8–18. 10.1016/j.apsoil.2018.03.002 [CrossRef] [Google Scholar]
44. Regan K, Stempfhuber B, Schloter M, Rasche F, Prati D, Philippot L, et al.
Пространственная и временная динамика азотфиксирующих, нитрифицирующих и денитрифицирующих микробов в неудобренной пастбищной почве.
Почва Биол Биохим. ООО «Эльзевир»; 2017; 109: 214–226. 10.1016/j.soilbio.2016.11.011 [CrossRef] [Google Scholar]
45. Ma W, Jiang S, Assemien F, Qin M, Ma B, Xie Z, et al.
Реакция микробных функциональных групп, участвующих в круговороте азота в почве, на удобрения N, P и NP на тибетских альпийских лугах. Почва Биол Биохим. 2016;101:195–206. 10.1016/j.soilbio.2016.07.023 [CrossRef] [Google Scholar]
46. Taş N, Prestat E, Wang S, Wu Y, Ulrich C, Kneafsey T, et al.
Ландшафтная топография структурирует микробиом почвы в арктической полигональной тундре. Нац коммун. 2018;9:777
10.1038/с41467-018-03089-з
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
47. Prosser JI, Nicol GW. Археальные и бактериальные окислители аммиака в почве: поиски специализации и дифференциации ниш. Тенденции микробиол. Текущие тенденции Elsevier; 2012; 20: 523–531. 10.1016/j.tim.2012.08.001
[PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
48. Джонс С.М., Халлин С. Экологические и эволюционные факторы, лежащие в основе глобальной и локальной сборки сообществ денитрификаторов.
Издательская группа ISME J. Nature; 2010;4: 633–641. 10.1038/исмей.2009.152
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
49. Брейкер Г., Фезефельдт А., Витцель К.П. Разработка систем праймеров для ПЦР для амплификации генов нитритредуктазы (nirK и nirS) для обнаружения денитрифицирующих бактерий в пробах окружающей среды. Appl Environ Microbiol. 1998; 64: 3769–75. Доступно: http://aem.asm.org/cgi/content/abstract/64/10/3769.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
50. Yang Y, Zhao J, Jiang Y, Hu Y, Zhang M, Zeng Z. Реакция бактерий, несущих гены nirS и nirK, на разную норму азотного удобрения в щелочной среде. Северная китайская земля. Eur J Soil Biol. Эльзевир Массон САС; 2017; 82: 1–9. 10.1016/j.ejsobi.2017.05.006 [CrossRef] [Google Scholar]
51. Махаланяне Т.П., Ван Гетхем М.В., Коуэн Д.А. Микробное разнообразие и функциональная способность полярных почв. Курр Опин Биотехнолог. ООО «Эльзевир»; 2016;38:159–166. 10.1016/j.copbio.2016.01.011
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
52.
Navarrete AA, Tsai SM, Mendes LW, Faust K, De Hollander M, Cassman NA, et al.
Реакция почвенного микробиома на краткосрочные последствия обезлесения Амазонки. Мол Экол. 2015; 24: 2433–2448. 10.1111/меч.13172
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
53. Yabe S, Sakai Y, Abe K, Yokota A, Také A, Matsumoto A, et al.
Dictyobacter aurantiacus род. ноябрь, сп. nov., представителя семейства Ktedonobacteraceae, выделенного из почвы, и дополненного описания рода thermosporothrix. Int J Syst Evol Microbiol. 2017; 67: 2615–2621. 10.1099/ijsem.0.001985
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
54. Rughoft S, Herrmann M, Lazar CS, Cesarz S, Levick SR, Trumbore SE, et al.
Состав сообщества и обилие бактериальных, архейных и нитрифицирующих популяций в почвах саванны на контрастном материале коренных пород в Национальном парке Крюгера, Южная Африка. Фронт микробиол. 2016;7
10.3389/fmicb.2016.01638
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
55. Li J, Wang JT, Hu HW, Ma YB, Zhang LM, He JZ.
Загрязнение медью снижает устойчивость почвенного микробного сообщества к последующему нарушению сухого повторного увлажнения. J Environ Sci (Китай). Эльзевир Б.В.; 2016;39: 155–164. 10.1016/j.jes.2015.10.009
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
56. Levy-Booth DJ, Prescott CE, Grayston SJ. Микробные функциональные гены, участвующие в фиксации азота, нитрификации и денитрификации в лесных экосистемах. Почва Биол Биохим. 2014; 75: 11–25. 10.1016/j.soilbio.2014.03.021 [CrossRef] [Google Scholar]
57. Yarwood SA, Högberg MN. Почвенные бактерии и археи быстро меняются в первом веке освоения фенноскандинавских бореальных лесов. Почва Биол Биохим. 2017; 114: 160–167. 10.1016/j.soilbio.2017.07.017 [CrossRef] [Google Scholar]
58. Bellezza S, Paradossi G, De Philippis R, Albertano P. Штаммы Leptolyngbya из римской гипогеи: цитохимическая и физико-химическая характеристика экзополисахаридов. J Appl Phycol. 2003; 15: 193–200. 10.1023/A:1023811311686 [CrossRef] [Google Scholar]
59.
Сиглер В. В., Зейер Дж. Микробное разнообразие и активность на передних полях двух отступающих ледников. Микроб Экол. 2002; 43: 397–407. 10.1007/s00248-001-0045-5
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
60. Brankatschk R, Töwe S, Kleineidam K, Schloter M, Zeyer J. Численность и потенциальная активность азотных круговоротов микробных сообществ вдоль хронологической последовательности переднего поля ледника. ISME J. 2011; 5: 1025–1037. 10.1038/исмей.2010.184
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
61. Сенгупта А., Дик В.А. Разнообразие метанотрофных бактерий в двух разных почвах при различных методах землепользования, определенное с помощью высокопроизводительного секвенирования гена pmoA. Прил. Экология почвы. Эльзевир; 2017; 119: 35–45. 10.1016/j.apsoil.2017.05.031 [CrossRef] [Google Scholar]
62. Wang S, Zuo X, Zhao X, Awada T, Luo Y, Li Y, et al.
Доминирующие виды растений формируют почвенное бактериальное сообщество в полузасушливых песчаных землях северного Китая.
Эколь Эвол. 2018; 8: 1693–1704. 10.1002/экс3.3746
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
63. Сенгупта А., Дик В.А. Разнообразие бактериальных сообществ в почве при двух способах обработки почвы по данным пиросеквенирования. Микроб Экол. 2015; 70: 853–859. 10.1007/s00248-015-0609-4
[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Глейзолистые почвы Канады
Глейзолистые почвы образуются в результате длительного водонасыщения почвенного профиля. В таких регионах, как низменность Св. Лаврентия или Глиняный пояс в северной части Онтарио, ландшафты с преобладанием глины в текстуре почвы имеют очень низкую скорость движения воды через почву, что вызывает период водонасыщения. В пастбищах и небореальных районах прерий условия насыщения возникают как в результате концентрации потоков поверхностных вод (стока) в понижениях, так и в результате подъема уровня грунтовых вод на возвышенность, где они пересекаются с процессами почвообразования. В этих регионах преобладают глейзолистые почвы.
Насыщение водой приводит к истощению кислорода в почве и особенностям почвы, связанным с истощением кислорода (также называемым анаэробными или бескислородными) условиями. Анаэробные условия вызывают трансформацию таких металлов, как железо и (в меньшей степени) марганец, и приводят к изменению преобладающей окраски почвенных горизонтов. В присутствии кислорода железо окисляется и приобретает красноватый цвет; при обеднении кислородом (из-за насыщения водой) железо восстанавливается и приобретает сине-серый оттенок, преобладающий в окраске горизонта. (Сине-серый оттенок) Восстановленное железо также подвижно, оно может концентрироваться в профиле и повторно окисляться, образуя красноватые или коричневые пятна. (Крапчатость)
Эти признаки в совокупности называются признаками оглеения и являются диагностическими критериями для глеевых почв при наличии хорошо развитых признаков оглеения в пределах 50 см от поверхности почвы. Горизонты с такими характеристиками отмечены индексом g (например, Bg, Aeg).
Часто в почвах наблюдаются признаки оглеения, но они слабо развиты — например, цветовой контраст между пятнами и остальной частью почвенного горизонта, в котором они обнаружены, может быть низким. Этот контраст оценивается с помощью цветового контраста Манселла, и горизонтам, которые не соответствуют критериям истинно глейзолистых почв, присваивается суффикс j в дополнение к g (например, Bgj, Aegj). Эти почвы распознаются как глеевые подгруппы в других почвенных порядках (например, глеевый темно-коричневый чернозем).
Насыщенные водой условия также снижают скорость преобразования органического вещества в почве. Это может привести к накоплению органического вещества на поверхности минеральных глейзолистых почв. Там, где скорость разложения значительно снижена, органические вещества растений накапливаются в течение столетий и образуются торфы. При переходе к бореальным лесам глейзолистые почвы часто перекрываются слоем торфа. Если торф имеет толщину менее 60 см (если он волокнистый) или 40 см (если он более разложившийся), то глейзолистые почвы называются глейсолями торфяной фазы.
Если торфяные отложения толще этого, почвы классифицируются как органические.
По мере того, как вода перемещается с поверхности почвы на большие глубины, дисперсная глина в воде может уноситься водой (лессиваж). Эта дисперсная глина может откладываться вдоль стенок пор на глубине, приводя к образованию глинистых корок на поверхности пор и педов. Этот перенос глины приводит к обедненному глиной слою в верхнем слое почвы и обогащенному глиной слою глубже в почве. Обогащенный глиной слой представляет собой горизонт B, и ему присваивается суффикс t (например, Btg). (Orthic Luvic Gleysol)
Все три большие группы отряда Gleysolic имеют хорошо развитые признаки оглеения в пределах 50 см от поверхности почвы. Они различаются по наличию обогащенного глиной горизонта B (горизонт Btg, Luvic Gleysols), горизонта Ah (Humic Gleysols) или по отсутствию обоих этих признаков (Gleysols).
Большая группа лювических глейсолей
Почвы этой большой группы имеют горизонт и часто имеют элювиальный горизонт, перекрывающий обогащенный глиной горизонт.
(гуминовый лювический глейзоль)
гуминовый глейзоль Великая группа
Эти почвы имеют обогащенный органическим веществом горизонт А (Аh) мощностью более 10 см или распаханный горизонт А (Ар) мощностью более 15 см и содержат не менее 3,5% органического вещества в поверхностном горизонте. Эти почвы также являются результатом перемещения горизонта А с верхних склонов в понижения вследствие водной эрозии или переноса пашни. (Гумусовая глейсоль)
Большая группа глейсолей
В этих почвах отсутствуют горизонты ни aBtgor, ни Ah. В некоторых случаях эти почвы развиваются в прудовых отложениях, созданных организмами, обитающими в болотах (биогенные отложения). (Фера Глейсоль)
Подгруппа | Великие группы глейзолистого ордена | ||
| Лювик | Гуминовый | Глейсол |
Вертик | х | х | х |
Солонец | х | х | х |
Фрагик | х | Не применимо | Не применимо |
Гуминовый | х | Не применимо | Не применимо |
Фера | х | х | х |
Ортопедический | х | х | х |
Рего | Не применимо | х | х |
Vertic
Эти почвы развиваются в материнских породах с высоким содержанием глины (> 60%) и имеют общие свойства с Vertisolic порядка.
В частности, они имеют скользкий горизонт (Btgss или Cgss) в пределах 1 м от поверхности почвы. В основном они встречаются в экозонах прерий и бореальных равнин.
Солонцовые
Эти почвы являются переходными между глейзолистым и солонцеватым порядками и встречаются в экозонах прерий и бореальных равнин. Они имеют солонцовый горизонт B (Bng). Большая группа Luvic также имеет глинистое обогащение в горизонте B (Bntg).
Фрагик
Почвы этой подгруппы имеют фрагипан внутри или ниже оглеенного горизонта В (Btgx или Bxg). Они чаще всего встречаются в лесных или ранее ландшафтах.
Гуминовый
Эта подгруппа большой группы Luvic встречается там, где на поверхности почвы обнаруживается горизонт Ah толщиной не менее 10 см или горизонт Ap толщиной более 15 см. В окультуренных ландшафтах эти почвы могут образоваться в результате перемещения горизонта А с верхних склонов в понижения вследствие водной эрозии или переноса пашни.
(Humic Luvic Gleysol 2)
Fera
Почвы этой подгруппы встречаются в ассоциации с подзолистыми почвами в бореальных районах. У них есть горизонт Btgf или оба горизонта Bfg и Btg, где суффикс f связан с отложением оксидов железа выше по профилю. (Фера Глейсоль)
Orthic
Orthic подгруппы не имеют ни одного из горизонтов, перечисленных для подгрупп выше, но имеют горизонты Aeg и Btg. При культивировании Aeg может быть усечен. (Orthic Humic Gleysol)
Рего
В почвах подгруппы Рего отсутствует оглеенный горизонт В мощностью не менее 10 см. Они могут иметь горизонт Ah (большая группа гуминовых) или O (большая группа глейсолей), перекрывающий горизонт Cg. (Rego Humic Gleysol)
Подробное описание генезиса, распространения и классификации почв глейзолистого порядка см. в этой статье журнала с открытым доступом, являющейся частью специального выпуска Канадского журнала почвоведения за 2011 г.