Содержание и структура запасов углерода в углесодержащих почвах техногенных ландшафтов (на примере Горловского антрацитового месторождения) | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 70. DOI: 10.17223/19988591/70/2

Содержание и структура запасов углерода в углесодержащих почвах техногенных ландшафтов (на примере Горловского антрацитового месторождения)

Выполнена оценка содержания углерода и запасов углерода в эмбриоземах (Hyperskeletic Spolic Technosol) отвалов Горловского антрацитового месторождения (Новосибирская область). Для почв разных стадий эволюции, возраста и положения в рельефе выявлены соотношения содержания и запасов углерода крупных корней (Сккорн), крупнообломочных (Суг) и дисперсных включений угля (Слит), педогенного (Спед) и неспецифического органического вещества (Снесп), а также углерода карбонатов (Снеорг). Показано, что основная часть углерода почв приходится на Суг. Второе место как по содержанию, так и по запасам приходится на Слит и Снесп. По мере развития почв доля Суг и Слит уменьшается, в то время как содержание и запасы Снесп, Спед и Сккор увеличиваются. Наиболее выражено это под травянистой растительностью на выровненных горизонтальных и особенно участках, сформированных рыхлыми осадочными породами. В почвах под лесной растительностью наблюдается сохранение систем органических веществ, характерных для начальных стадий почвообразования. В эмбриоземах техногенных ландшафтов вместе с секвестрацией органического углерода происходит также закрепление углерода в виде карбонатных натеков на поверхности камней. Общим для всех исследуемых почв отвалов антрацитовых месторождений является тот факт, что доля углерода, определяемого традиционным методом бихроматного окисления (Спед), не превышает 7% в структуре общих запасов, что необходимо учитывать при оценке углеродного следа угледобычи. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 17

Ключевые слова

эмбриоземы, углерод органических соединений почв, неорганический углерод, литогенное органическое вещество, педогенный углерод, секвестрация углерода, Hyperskeletic Spolic Technosol

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Соколов Денис Александрович	Институт почвоведения и агрохимии СО РАН	д-р биол. наук, зав. лабораторией рекультивации почв	sokolovdenis@issa-siberia.ru
Гуркова Евгения Александровна	Институт почвоведения и агрохимии СО РАН	канд. биол. наук, с.н.с. лаборатории рекультивации почв	gurkova@issa-siberia.ru

Всего: 2

Ссылки

Чуков С.Н., Перминова И.В., Заварзина А.Г., Абакумов Е.В., Холодов В.А., Лодыгин Е.Д. Органическое вещество почв: проблемы и задачи изучения // Почвы -стратегический ресурс России: матер. пленарных докладов VTII съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева и Школы молодых ученых по морфологии и классификации почв. Москва; Сыктывкар : ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2022. С. 5259. doi: 10.3n40/book-2Q22-Q5.

Абакумов Е.В., Поляков В.И., Чуков С.Н. Подходы и методы изучения органического вещества почв карбоновых полигонов (обзор) // Почвоведение. 2022. № 7. С. 773-786. doi: 10.1134/s106422932207002x.

ВИП ГЗ Углерод в экосистемах: мониторинг [Электронный ресурс]. URL: https://vipgz-igras.ru (дата обращения: 02.02.2024).

Столбовой В.С., Филь П.П. Оценка содержания углерода в сельскохозяйственных почвах Европейской территории России для климатических проектов // Известия РАН. Серия географическая. 2023. Т. 87, № 4. С. 568-583. doi: 10.31857/S25875566 23040143.

Копцик Г.Н., Копцик С.В., Куприянова Ю.В., Кадулин М.С., Смирнова И.Е. Оценка запасов углерода в почвах лесных экосистем как основа мониторинга климатически активных веществ // Почвоведение. 2023. № 12. С. 1686-1702. doi: 10.31857/ S0032180X23601329.

Кузнецова А.И., Гераськина А.П., Лукина Н.В., Смирнов В.Э., Тихонова Е.В., Горнов А.В., Шевченко Н.Е., Тебенькова Д.Н., Ручинская Е.В. Влияние биотических и абиотических факторов на запасы почвенного углерода в лесах // Биоразнообразие и функционирование лесных экосистем / под ред. Н.В. Лукиной. М. : ТНИ КМК, 2021. С. 131-152.

Shrestha R.K., Lal R. Ecosystem carbon budgeting and soil carbon sequestration in reclaimed mine soil // Environment International. 2006. Vol. 32. PP. 781-796. doi: 10. 1016/j.envint.2006.05.001.

Sokolov D.A., Androkhanov V.A., Abakumov E.V. Soil formation in technogenic landscapes: trends, results, and representation in the current classifications (review) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2021. № 56. С. 6-32. doi: 10.17223/19988591/56/1.

Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Кемеровской области - Кузбасса в 2022 г. Кемерово, 2023 [Электронное издание]. URL: http://kuzbasseco.ru/wp-content/uploads/2023/11/Doklad_za_2022_01_07_2023_04.pdf (дата обращения: 10.02.2024).

Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2022 г. Красноярск, 2023 [Электронное издание]. URL: http://www.mpr.krskstate.ru/dat/bin/art_attach/23022_svod_28.06.2023.pdf (дата обращения: 10.02.2024).

Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды в Республике Саха (Якутия) в 2022 г. Якутск, 2023 [Электронное издание]. URL: https://minpriroda.sakha.gov.ru/doklady-o-sostojanii-okruzhajuschej-sredy (дата обращения: 10.02.2024).

Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2020 г. М. : Минприроды:, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2021. 864 с. [Электронное издание]. URL: https://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_doklady/gosudarstvennyy_doklad_o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_sredy_rossiyskoy_federatsii_v_2020/?special_version=Y (дата обращения: 10.02.2024).

Зеньков И.В., Нефедов Б.Н., Юронен Ю.П., Заяц В.В. Угольные разрезы Красноярского края из космоса. Экология нарушенных земель // Уголь. 2017. № 2. С. 66-68. doi: 10.18796/0041 -5790-2017-2-66-68.

Зеньков И.В., Чинь Ле Хунг, Анищенко Ю.А., Вокин В.Н., Кирюшина Е.В., Вере-тенова Т.А., Маглинец Ю.А., Латышцев А.А., Раевич К.В., Кондрашов П.М., Павлова П.Л., Лунев А.С. Исследование результатов работ по лесовосстановительной экологии на породных отвалах угольных карьеров в регионах Ангаро-Енисейской Сибири // Экология и промышленность России. 2022. № 26 (10). С. 45-51. doi: 10. 18412/1816-0395-2022-10-45-51.

Rumpel C., Knicker H., Kogel-Knabner I., Skjemstad J.O., Huttl R.F. Types and chemical composition of organic matter in reforested lignite-rich mine soils // Geoderma. 1998. Vol. 86 (1-2). PP. 123-142. doi: 10.1016/S0016-7061(98)00036-6.

Schmidt M.W.I., Knicker H., Hatcher P.G., Kogel-Knabner I. Impact of brown coal dust on the organic matter in particle-size fractions of a Mollisol // Organic Geochemistry. 1996. Vol. 25 (1-2). PP. 29-39. doi: 10.1016/S0146-6380(96)00104-0.

Vinduskova O., Dvoracek V., Prohaskova A., Frouz J. Distinguishing recent and fossil organic matter - A critical step in evaluation of post-mining soil development - using near infrared spectroscopy // Ecological Engineering. 2014. Vol. 73. PP. 643-648. doi: 10.1016/j.ecoleng.2014.09.086.

Соколов Д.А., Кулижский С.П., Лойко С.В., Доможакова Е.А. Использование сканирующей электронной микроскопии для диагностики процессов почвообразования на поверхности отвалов каменноугольных разрезов Сибири // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2014. № 3 (27). С. 36-52.

Брагина П.С., Цибарт А.С., Завадская М.П., Шарапова А.В. Почвы на отвалах вскрышных пород в лесостепной и горно-таежной зонах Кузбасса // Почвоведение. 2014. № 7. С. 787-788. doi: 10.7868/80032180X14050037.

Chabbi A., Rumpel C., Grootes P.M., Gonzalez-Perez J.A., Delaune R.D., Gonzalez-Vila F., Nixdorf B. Lignite degradation and mineralization in lignite-containing mine sediment as revealed by 14C activity measurements and molecular analysis // Organic Geochemistry. 2006. Vol. 37. PP. 957-976. doi: 10.1016/j.orggeochem.2006.02.002.

Rumpel C. Microbial use of lignite compared to recent plant litter as substrates in reclaimed coal mine soils // Soil Biology and Biochemistry. 2004. Vol. 36 (1). PP. 67-75. doi: 10.1016/j. soilbio.2003.08.020.

Rumpel C., Kogel-Knabner I. The role of lignite in the carbon cycle of lignite-containing mine soils: evidence from carbon mineralization and humic acid extractions // Organic Geochemistry. 2002. Vol. 33 (3). PP. 393-399. doi: 10.1016/S0146-6380(01)00169-3.

Геннадиев А.Н., Цибарт А.С. Факторы и особенности накопления пирогенных полициклических ароматических углеводородов в почвах заповедных и антропогенно-измененных территорий // Почвоведение. 2013. № 1. C. 32-40. doi: 10.7868/ S0032180X13010024.

Соколов Д.А., Морозов С.В., Абакумов Е.В., Андроханов В.А. Полициклические ароматические углеводороды в почвах отвалов антрацитовых месторождений Сибири // Почвоведение. 2021. № 6. С. 701-714. doi: 10.31857/S0032180X21060125.

Feng Y., Wang J., Bai Z., Reading L. Effects of surface coal mining and land reclamation on soil properties: A review // Earth-Science Reviews. 2019. Vol. 191. PP. 12-25. doi: 10.1016/j.earscirev.2019.02.015.

Хитров Н.Б., Никитин Д.А., Иванова Е.А., Семенов М.В. Пространственновременная изменчивость органического вещества почв: аналитический обзор // Почвоведение. 2023. № 12. С. 1493-1521. doi: 10.31857/S0032180X23600841.

Красильников В.П. Устойчивые соединения углерода в почвах: происхождение и функции // Почвоведение. 2015. № 9. 1131. doi: 10.1134/S1064229315090069.

Соколов Д.А., Кулижский С.П., Лим А.Г., Гуркова Е.А., Нечаева Т.В., Мерзляков О.Э. Сравнительная оценка методов определения педогенного органического углерода в углесодержащих почвах // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017. № 39. С. 29-43. doi: 10.17223/19988591/39/2.

Ussiri D.A.N., Jacinthe P-A., Lal R. Methods for determination of coal carbon in reclaimed minesoils: A review // Geoderma. 2014. Vol. 214-215. PP. 155-167. doi: 10. 1016/j.geoderma.2013.09.015.

Карта почвенно-экологического районирования Российской Федерации // Географическая основа - 1 : 2 500 000, 25 км в 1 см / науч. ред. Г.В. Добровольский, И.С. Урусевская. М. : Талка+, 2013.

IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources.International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, 4th ed. Vienna, Austria : International Union of Soil Sciences (IUSS), 2022. 234 p.

Скотарева А.Е., Иванов Н.А., Соколов Д.А. Оценка факторов, определяющих скорость и направленность развития растительных сообществ на отвалах отходов добычи угля (на примере Горловского антрацитового месторождения) // Почвы и окружающая среда. 2024. Т. 7, № 2. e259. doi: 10.31251/pos.v7i2.259.

Курачев В.М., Андроханов В.А. Классификация почв техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. 2002. Т. 9, № 3. С. 255-261.

Кандрашин Е.Р. Сукцессии биоты в техногенных экосистемах (на примере Кузнецкого угольного бассейна) : дис.. канд. биол. наук. Днепропетровск, 1989. 180 с.

Классификация и диагностика почв России. Смоленск : Ойкумена, 2004. 342 с.

Соколова Н.А., Госсен И.Н., Соколов Д.А. Оценка пригодности вегетационных индексов для выявления почвенно-экологического состояния поверхности отвалов антрацитовых месторождений // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24, № 1. С. 62-68. doi: 10.18412/1816-0395-2020-1-62-68.

Соколов Д.А., Гуркова Е.А., Осинцева М.А. Бурова Н.В. Органическое вещество почв отвалов угольных предприятий Сибири: количественная и качественная оценка // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2023. № 63. С. 132-149. doi: 10.17223/19988591/63/8.

Нечаева Т.В., Соколов Д.А., Соколова Н.А. Оценка поглотительной способности углей различной степени метаморфизации на примере фиксации калия // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018. № 44. С. 6-23. doi: 10. 17223/19988591/44/1.

Maharaj S., Barton C.D., Karatkanasis T.A.D., Rowe H.D., and Rimmer S.M. Distinguishing “new” from “old” organic carbon on reclaimed coal mine sites using thermogravimetry: I. Method development // Soil Science. 2007. Vol. 172 (4). PP. 292-301. doi: 10.1097/SS.0b013e31803146e8.

Когут Б.М., Семенов В.М., Артемьева З.С., Данченко Н.Н. Дегумусирование и почвенная секвестрация углерода // Агрохимия. 2021. № 5. С. 3-13. doi: 10.31857/ S0002188121050070.

Тебенькова Д.Н., Гичан Д.В., Гагарин Ю.Н. Влияние лесоводственных мероприятий на почвенный углерод: обзор // Вопросы лесной науки. 2022. Т. 5, № 4. C. 116. doi: 10.31509/2658-607x-202252-116.

Еремченко О.З., Шестаков И.Е., Москвина Н.В. Почвы и техногенные поверхностные образования урбанизированных территорий Прикамья. Пермь : ПГНИУ, 2016. 256 с.

Колпакова Д.Е., Милентьева И.С., Асякина Л.К., Фотина Н.В., Просеков А.Ю. Особенности минералогического состава техногенных почв угольных отвалов Кузбасса // Юг России: экология, развитие. 2024. № 19 (2). С. 92-103. doi: 10.18470/ 1992-1098-2024-2-9.

Швабенланд И.С., Середина В.П. Почвенно-геоботаническая характеристика техногенных ландшафтов Восточно-Бейского каменноугольного месторождения // Вестник Томского государственного университета. 2013. № 366. С. 188-193.

Das R., Maiti S.K. Importance of carbon fractionation for the estimation of carbon sequestration in reclaimed coalmine soils - A case study from Jharia coalfields, Jharkhand, India // Ecological Engineering. 2016. Vol. 90. PP. 135-140. doi: 10.1016/j.ecoleng. 2016.01.025.

Baumgartl T., Chan J., Bucka F., Pihlap E. Soil organic carbon in rehabilitated coal mine soils as an indicator for soil health // Mine Closure 2021: Proceedings of the 14th International Conference on Mine Closure / ed. by A.B. Fourie, М. Tibbett, А. Sharkuu. Ulaanbaatar : QMC Group, 2021. doi: 10.36487/ACG_repo/2152_121.

Schlezinger W.H. Inorganic carbon: Global carbon cycle // Managing Global Resources and Universal Processes / еd. by B.D. Fath, S.E. Jorgensen. Boca Raton : CRC Press, 2020. PP. 706-708.

Хмелев В.А., Танасиенко А.А. Земельные ресурсы Новосибирской области и пути их рационального использования. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2009. 349 с.