Изменение изотопного состава азота в процессе трансформации опада растений-торфообразователей на осушенных и постпирогенных участках олиготрофных болот

Евгения Александровна Головацкая; Лилия Гарифулловна Никонова; Дарья Андреевна Калашникова; Галина Владимировна Симонова

doi:10.31251/pos.v6i4.238

Авторы

Евгения Александровна Головацкая ФГБУН Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Академический проспект, 10/3, г. Томск, 634055, Россия https://orcid.org/0000-0003-4354-7156
Лилия Гарифулловна Никонова ФГБУН Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Академический проспект, 10/3, г. Томск, 634055, Россия https://orcid.org/0000-0003-1759-5082
Дарья Андреевна Калашникова ФГБУН Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Академический проспект, 10/3, г. Томск, 634055, Россия https://orcid.org/0000-0003-2957-3745
Галина Владимировна Симонова ФГБУН Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Академический проспект, 10/3, г. Томск, 634055, Россия

DOI:

https://doi.org/10.31251/pos.v6i4.238

Ключевые слова:

трансформация растительных остатков; изотопный состав азота; биогеохимический цикл; пирогенные торфяники; осушенные торфяники; Западная Сибирь.

Аннотация

Цель исследования. Оценка изменения изотопного состава азота (δ¹⁵N) в процессе разложения растительных остатков основных растений-торфообразователей в торфяной залежи олиготрофных болотных экосистем южно-таёжной подзоны Западной Сибири.

Место и время проведения. Исследования проводили в 2019-2021 гг. на двух олиготрофных болотах: «Бакчарское» (стационар «Васюганье», ИМКЭС СО РАН) и «Иксинское», представляющих собой северо-восточные отроги Большого Васюганского болота и расположенных в Бакчарском районе Томской области.

Методы. Скорость разложения растений-торфообразователей определяли методом частично изолированных проб, который широко используют для изучения процессов трансформации растительного материала и торфа. Изотопный состав азота в исходных и разложившихся образцах растений-торфообразователей определяли методом масс-спектрометрии изотопных отношений с помощью масс-спектрометра DELTA V Advantage, совмещённого с элементным анализатором Flash 2000 (EA-IRMS).

Основные результаты. Трёхлетний эксперимент по разложению растений-торфообразователей (Sphagnum fuscum, Chamaedaphne cаlyculata, Eriophorum vaginatum и Cмешанный образец) в 4 экосистемах (естественной – VASnat, осушенной – VASdry, постпирогенных – Iksa1 и Iksa2) показал, что влияние мелиорации и пожара сказывается на скорости разложения: происходит ускорение процесса трансформации растительных остатков в условиях осушенных болот, а также замедление трансформации Sph. fuscum и Смешанного образца на 1,5–9% в условиях торфяных залежей болот, подверженных пирогенному воздействию. В ходе разложения органического вещества растительного опада наблюдаются потери углерода (от 24% у Sph. fuscum до 62% у E. vaginatum от исходного содержания) и потери азота, которые к концу 3 года составляют от 21% в Смешанном образце до 46 % у Sph. fuscum от исходного содержания в растительных остатках. Выявлена зависимость между потерей массы растительных остатков и изменением изотопного состава азота для всех образцов, за исключением Sph. fuscum.

Заключение. Влияние торфяных пожаров проявляется в снижении скорости разложения растительных остатков. Динамика изменения изотопного состава в процессе трансформации изученных растительных остатков зависит от вида растений, но не зависит от времени разложения (1, 2, 3 года) и от места расположения образцов.