БИОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ БАЙКАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ


В водоохранной зоне юго-западного побережья Байкала немаловажную роль играют уникальные степные экосистемы, находящиеся под высокой антропогенной нагрузкой. Поэтому выявление особенностей функционирования и биохимического потенциала эталонных степей приобретают особое значение. Степные байкальские экосистемы занимают обширные территории и формируются в жестких гидротермических условиях. Среднее годовое количество осадков составляет 200-250 мм, высота снега достигает около 10 см, что приводит не только к дефициту влаги, но и их глубокому промерзанию [2].
Своеобразие климата отражается на растительном покрове, где ксерофиты, галоксерофиты, петрофиты составляют его 2/3 как по частоте встречаемости, так и по обилию [3]. Продуктивность степных экосистем колеблется от 4,7 до 28,6 ц/га летнего периода развития зеленой массы, позднего – от 5 до 51 и раннелетнего – до 11,4 ц/га [6].
Почвенный покров степей представлен самобытными почвами, которые не имеют аналогов или проявляют специфические черты. Основу почвенного покрова составляют глубокопромерзающие каштановые и дерновые степные почвы.
С целью выявления современного состояния степных территорий было проведено обследование нескольких степных фаций: сухая злаково-разнотравная степь на каштановидной почве (разрез 108), дерновой степной (разрез 109) в подгорной равнине у поселков Черноруда и Сарма (Приольхонье) и дерновой остепненной (разрез 17) в подгорной равнине вблизи устья р. Голоустной (на конусе выноса р. Семениха, фрагмент луговой степи). Исследуемые почвы приурочены к различным горным породам и экспозиционно обусловлены. Особенности химических свойств степей исследуемого региона детально изучены В. А. Кузьминым [5]. Им выявлено, что своеобразие биоклиматических условий среды проявляется на органическом веществе, его распределении по профилю почв. Содержание гумуса возрастает в направлении от каштановидной к дерновой степной и дерновой остепненной почве. Погребенный горизонт в разрезе 17 близок к современному по величине отношения Сгк:Сфк, но отличается от него более высоким содержанием Гк, связанных с кальцием. Реакция среды в почвах варьирует от слабокислой (разрез 108) к близко к нейтральной (разрез 17), в минеральных горизонтах в присутствии карбонатов – слабощелочная.
Для изучения особенностей функционирования степных геосистем необходимо более полно исследовать ферментативную активность почв. Это важное свойство почвы достаточно объективно отражает напряженность и направленность биохимических превращений в биогеохимическом цикле углерода, азота, фосфора и окислительно-восстановительных процессах, протекающих в степных почвах.
Изучена активность двух групп ферментов: гидролитической (инвертаза, уреаза) и окислительно-восстановительной (полифенолоксидаза, пероксидаза, анаэробная дегидрогеназа). Установлено, что гидротермический режим и качественный состав растительного покрова оказывают определенное влияние на направленность биохимических процессов исследуемых почв.
Проведенные исследования показали, что исследуемые почвы региона биохимически активны по всему профилю. При этом биохимическая активность разных групп ферментов, рассчитанная по Ацци [1], в каштановидных, дерновых степных и дерновых остепненных почвах значительно различаются.
Присутствие травянистой растительности, увеличивающей корнеобитаемый слой дерновой степной почвы, характеризуется значительным содержанием углеводов и высоким содержанием гумуса. Это определило более высокую активность инвертазы и полифенолоксидазы, выполняющей важную роль в превращении вещества ароматического ряда в компоненты гумуса [4]. Ведущая роль в метаболизме органического вещества ароматического ряда принадлежит полифенолоксидазе, что сопряжено со слабокислой и нейтральной реакцией почвенного раствора. Гидролиз азотсодержащих соединений, осуществляемый уреазой, наиболее активно протекает в каштановидной почве. Здесь же выявлено значительное количество легкогидролизуемого азота (до 150 мг/кг почвы), что обеспечивает потребность растений в азотном питании. При распределении уреазы, полифенолоксидазы, пероксидазы по профилю этой почвы наблюдается бимодальный характер с максимумом в дерновом и иллювиальном, а минимум в органогенном горизонте. Характерно также, что нередко показатели активности ферментов азотного (уреаза) и углеродного (инвертаза) циклов в погребенном горизонте дерновой остепненной почвы имеют большие значения, чем верхний органоминеральный горизонт. Это связано с миграцией органического вещества, обогащенного азотом и углеродом и доступных для почвенной микрофлоры, которая является одним из источников ферментов.
Другие ферменты, активность которых позволяет выявить особенности биохимической трансформации органического вещества, относятся к оксидоредуктазам (анаэробная дегидрогеназа). Выявлено, что по активности дегидрогеназы почвы близки между собой и по этому показателю относятся к среднеобогащенным, диагносцируя резко окислительный режим почв.
Региональные особенности почв, формирующихся в жестких условиях климата, – невысокая биохимическая активность, что обусловливает напряженность биологического круговорота вещества в степных экосистемах. Поэтому их охрана и сбалансированное использование должно быть регламентировано.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология. – М.: ИЛ, 1959.
2. Гагарин П.К. Снежный покров и лимит влаги в Тажеранских степях Приольхонья // География и природные ресурсы, 1992. № 1.
3. Касьянова Л.Н. Экология растений степей Приольхонья. – Новосибирск: Наука, 1993.
4. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. – М.: Изд-во АН СССР, 1963.
5. Кузьмин В.А., Антоненко А. М. Почвы катен юго-западного Прибайкалья и их ферментативная активность // География и природные ресурсы, 1999. № 4.
6. Тайсаев Т.Т. Геохимические ландшафты Приольхонья и этногенез // География и природные ресурсы, 1999. № 4.

А.М. Антоненко


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!