Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы особое внимание уделяется проблеме изменения климата. Одним из ведущих факторов, определяющих климатические процессы, является так называемый парниковый эффект, который обусловлен поступлением в атмосферу парниковых газов (диоксид углерода, закись азота, метан и другие). Источником парниковых газов является не только техногенная деятельность человека, но и естественные микробиологические процессы, протекающие в почве. Природная эмиссия газов из почв существовала всегда, и будет существовать. Именно она регулирует сбалансированность экосистем, а чрезмерное и бездумное вмешательство человека приводит к глобальным изменениям объемов и режимов поступления парниковых газов в атмосферу.
Диоксид углерода, метан и закись азота, выделяемые почвой в результате микробиологических процессов, являются одними из наиболее агрессивных парниковых газов. Так, диоксид углерода (СОг) составляет наибольшую долю всех парниковых газов и усиливает парниковый эффект. Метан (0) аккумулирует энергию инфракрасного излучения в 30 раз эффективнее углекислоты, закись азота (N2O) разрушает озоновый слой атмосферы.
Более половины объема ежегодного поступления закиси азота и диоксида углерода в атмосферу образуется в результате деятельности почвенных микроорганизмов. Закись азота образуется при восстановлении нитратов в ходе денитрификации в качестве облигатного интермедиата, а также в качестве побочного продукта при диссимиляторной нитрат-редукции и восстановлении нитритов нитрификаторами. Диоксид углерода образуется в почве вследствие дыхания организмов и процессов минерализации органического вещества. Метан поступает в атмосферу из различных источников, одним из которых является процесс метанокисления, происходящий вследствие деятельности микроорганизмов.
Изменения свойств почвы, происходящие при различном сельскохозяйственном использовании (механическая обработка, применение удобрений, залужение и т. д.) широко изучены. Однако изменения, происходящие в микробном сообществе в черноземе обыкновенном, находящемся различное время под пашней и приводящие к различной скорости эмиссии СОг, СН4, N2O, практически не изучались.
Имеющиеся сведения о выделении парниковых газов почвами при различном антропогенном воздействии в настоящее время пока недостаточны и требуют дальнейшего изучения, именно поэтому в теоретическом и практическом отношении исследование проблем затрагиваемых в данной работе актуально.
Цель данной работы - оценка размеров эмиссии парниковых газов черноземом обыкновенным в естественных и агроценозах.
Задачи:
изучить эмиссию парниковых газов (СОг, СН^ N2O) черноземом обыкновенным в различных экосистемах;
исследовать сезонную динамику выделения парниковых газов черноземом
обыкновенным в естественных и агроценозах;
определить микробиологические показатели чернозема обыкновенного, способные влиять на эмиссию парниковых газов;
выявить взаимосвязь интенсивности эмиссии парниковых газов черноземом обыкновенным с физическими, химическими, физико-химическими и биологическими показателями.
Научная новизна. Впервые для чернозема обыкновенного Каменной степи исследована динамика эмиссии диоксида углерода, метана, закиси азота. Установлено влияние физических, химических, физико-химических и биологических показателей на формирование количественного потока парниковых газов. Показано, что почвы естественных ценозов и 15-летней пашни обладают большей интенсивностью эмиссии парниковых газов по сравнению с многолетней пашней.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при расчетах баланса углерода и азота в агроценозах, при оценке почвы как источника диоксида углерода, закиси азота, метана. Полученные данные могут найти применение при моделировании процессов эмиссии парниковых газов из почвы.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ из них 3 статьи в журналах перечня ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы, и приложений. Основной материал изложен на 129 страницах машинописного текста и включает в себя 19 таблиц, 26 рисунков и 18 приложений. Список литературы состоит из 177 работ (из них 35 работ зарубежных авторов).
