Поиск - новости науки и техники

От огня и топора. Лесные экосистемы подвергаются чудовищному стрессу

О том, насколько важны почвы в жизни человека, всех животных и растений, знает каждый. Только вот относимся мы к этому природному богатству не слишком трепетно, не так, как оно того заслуживает. Худо-бедно заботимся о состоянии плодородного слоя почвы сельскохозяйственных угодий в расчете получить неплохой урожай. А вот до лесных почв руки часто не доходят. Между тем от их благополучия зависит многое. Ученые с помощью убедительных научных исследований показывают, как сегодня обстоят дела и что следует делать, чтобы положение не стало хуже. Заметный вклад в решение проблемы могут внести результаты работы научного сотрудника Института биологии Коми НЦ УрО РАН кандидата биологических наук Алексея ДЫМОВА, который изучает структурно-функциональные свойства органического вещества лесных почв. О том, насколько важна стоящая перед ним задача, молодой ученый рассказал нашему корреспонденту.

– Почва, по сути дела, основа практически любой экосистемы, – замечает Алексей Александрович. – Однако многие ее важнейшие функции до сих пор недооценены. Часто им отводят второстепенную роль. К сожалению, к тому, что у нас “под ногами”, мы всегда относились не слишком бережно. Скажем, на то, что при лесозаготовках почву серьезно разрушает тяжелая агрегатная техника, почти не обращают внимания.
Между тем почва – это та тонкая и ранимая мембрана, которая регулирует газовый обмен между лесными ландшафтами и атмосферой, определяет особенности фиксации загрязняющих соединений или их миграции в водотоки. И даже небольшая трансформация этой тонкой оболочки может запустить механизм серьезных изменений всей экосистемы.
В почвах бореальных лесов сосредоточено значительное количество органического углерода, что очень важно для функционирования экосистем. Почвенное органическое вещество (ПОВ) – сложная смесь соединений, имеющих различные происхождение, свойства и функции. Сейчас представления о компонентном составе ПОВ сильно изменяются. Это происходит, в том числе, благодаря расширению инструментальных методов. Формулируются новые представления и о пространственной организации этого вещества. Основная задача современных исследований – выявить функционально значимые маркеры, группы соединений, фракций, с помощью которых можно прогнозировать устойчивость почв и почвенного органического вещества к различным типам антропогенного влияния и климатическим изменениям.
– Что входит в круг ваших исследований?
– Для европейского Севера с его лесными просторами наиболее актуальны проблемы, связанные с современным состоянием почв и их эволюцией. Мы планируем выявить особенности морфологического строения естественных почв коренных лесов, оценить их физико-химические свойства, специфику органического вещества и особенности их изменения под действием рубок и пожаров.
Мы используем широкий спектр методов – от полевых мониторинговых наблюдений, морфологических описаний физико-химических свойств почв до современных методов изучения их и почвенного органического вещества. В них входят различные варианты хроматографического разделения системы органических соединений, денсиметрическое фракционирование, 13С-ЯМР-спектроскопия. Выполнение исследований было бы невозможным без аккредитованной экоаналитической лаборатории нашего института. Мы проводим с сотрудниками этой лаборатории значительную часть аналитических работ. Важную роль играют разработка и внедрение новых методов, цель которых – последовательное “упрощение” (выделение различных фракций) системы почвенного органического вещества, оценка функционально значимых групп соединений. Уже создана база для проведения денсиметрического фракционирования (разделение образцов почв в зависимости от их плотности), закуплены центрифуги, ультразвуковая установка. При поддержке администрации института мы приобрели хроматографическую систему для IMAC-хроматографии – разделения органических соединений по способности вступать в реакции гидрофобного связывания и оценки комплексообразующих свойств  тяжелых металлов.
– Где пригодятся полученные вами сведения?
– Последнее время мне часто задают вопрос о практическом применении результатов наших исследований. Считаю, что большинство работ в экологии, лесоведении и почвоведении имеет прикладное значение, ведь они решают проблемы окружающей среды. Что касается наших изысканий, то они относятся к области фундаментальных исследований, но некоторые из них могут найти и практическое применение. Мы, например, изучаем изменение почв, почвенных органических веществ и лесов под действием лесозаготовительных мероприятий. Прогнозируем последствия лесопользования и пирогенеза в бореальных лесах, пытаемся выявить функционально значимые фракции органических соединений почв и оценить их изменения при различных типах воздействия на лесные экосистемы. Разрабатываем новые методы исследования почвенного органического вещества.
Так как основной интерес у нас – изучение почв Севера, мы сотрудничаем с многими российскими учебными и научными учреждениями, работающими в этом направлении. Наиболее плодотворные контакты сложились с факультетом почвоведения МГУ, Почвенным институтом (Москва), Северным (Арктическим) федеральным университетом (Архангельск), Институтом леса СО РАН (Красноярск), городом биофизиков Пущино, Сыктывкарским государственным университетом, СПбГУ, КГУ (Краснодар). Налаживаем и зарубежные связи. Мы участвуем в международных конференциях за пределами России, что существенно расширяет наш кругозор и позволяет устанавливать новые взаимовыгодные контакты. Полученные нами результаты заинтересовали коллег из Германии, Швейцарии, Финляндии, Италии.
В зарубежных поездках для меня особую притягательность имеют экскурсии по природным объектам. Они помогают ощутить особенности природы разных стран, увидеть результаты уникальных экспериментов, мониторинговые площадки и дают возможность пообщаться с известными специалистами в интересующих меня областях. Благодаря участию в международных конференциях и работе в некоторых проектах удалось посетить ряд зарубежных стран (Финляндию, Швецию, Исландию, Данию, Германию, Китай, Австралию, Италию), где я получил бесценный опыт по проведению полевых экспериментов с применением передовых технологий. Сейчас пробуем внедрить их в практику наших исследований.
– Тематика ваших работ, как я понимаю, предполагает регулярные исследования и вне стен института?
– Экспедиционные работы ежегодно занимают около двух месяцев. Мы их ведем преимущественно в пределах европейского Севера России (Республика Коми, Архангельская, Кировская, Вологодская, Тюменская области). Работаем как в рамках бюджетных тем нашего института биологии, так и по хоздоговорным темам и грантовым проектам. Большинство экспедиций были для меня крайне интересны. Неизгладимое впечатление оставили первые длительные поездки на Приполярный Урал, наиболее возвышенную часть Уральских гор (территорию национального парка “Югыд ва”). Сейчас я стараюсь концентрироваться на почвах массивов коренных лесов, сохранившихся на Приполярном и Северном Урале (так называемые “Девственные леса Коми”), территории Северных Увалов, а также особо охраняемых природных территорий равнинной части европейского Севера. Большинство полевых работ посвящено изучению почв вторичных лесов, формирующихся после пожаров, рубок, и заброшенных сельскохозяйственных земель. Есть несколько площадок, на которых мы проводим мониторинг температур почв (в том числе и на Приполярном Урале, представляющем южный предел криолитозоны в европейском секторе Субарктики). Оцениваем изменения качественного и количественного состава растительного опада при возобновлении растительности после рубок. Также мы оцениваем фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Большеземельской тундры и города Воркуты.

Василий ЯНЧИЛИН
Фотоснимки предоставлены А.Дымовым

Нет комментариев