Influence of hydrological conditions on the group composition of the bog peat of the European North of Russia
The aim of the work was to study the group composition of peat deposits in the drained and undisturbed areas of bogs in the European North. The studies were carried out in the Primorsky district of the Arkhangelsk region on the territory of the Ilas bog system located 30 km from the Arkhangelsk in the northern taiga zone. The object of the study was bog peat sampled in the summer of 2020 from several sites of the Ilas bog system - drained and natural (undisturbed) areas. Laboratory studies included determination of the type of peat, the degree of decomposition, moisture content, ash content and group chemical composition. The group composition of peat was determined according to the author's certified method based on the sequential isolation of peat components by solvents of various natures and their subsequent determination by the gravimetric method based on the residue. In each investigated area of the bog the peat has a homogeneous plant composition - to its entire depth it is composed of sphagnum mosses with an admixture of cotton grass, shrubs and pine wood. The degree of decomposition of the upper horizons in all areas is low (less than 10 %). All peat samples are characterized by low ash content that is typical of bog peat. A slight increase of the ash content is observed with an increase in the depth of peat, which is quite logical, given the course of the processes of mineralization of organic matter. The content of water-soluble substances is low, slightly varies in the studied samples and practically does not change with the depth. The bituminous content of peat in the upper layers of natural and drained areas practically does not differ (3.3-4.4 %), but in the lower layer of the drained area it significantly increases and reaches 10 %. The content of biopolymers of humic nature also differs slightly for the upper layers (19.9-20.1 %) and increases in the lower layers of the drained area (up to 36.7 %). This trend is also observed for humic acids. The proportions of easily and difficult hydrolysable substances and lignin of the upper layers of the observed areas are comparable with each other while in peat with a higher degree of decomposition the proportion of easily and difficult hydrolysable substances decreases and the lignin content increases. All this results testifies rather to the intensification of transformation processes in the peat strata than to the effect of drainage. Thus, despite anthropogenic interference, the group composition of the organic part of peat of the same degree of decomposition of both natural and drained areas of the same bog system differs insignificantly which is statistically confirmed using the Mann-Whitney test.
Keywords
peat bog,
peat group chemical composition,
drainage,
hydrological conditions,
anthropogenic influence,
Mann-Whitney testAuthors
Chibisova Valeriya G. | N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the UB RAS | leratatarintseva@gmail.com |
Selyanina Svetlana B. | N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the UB RAS | gumin@fciarctic.ru |
Yarygina Olga N. | N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the UB RAS | olga.yarigina@fciarctic.ru |
Ponomareva Tamara I. | N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the UB RAS | ponomtamara@gmail.com |
Shtang Anastasiya K. | N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the UB RAS | a_shtang@inbox.ru |
Kotova Ekaterina I. | Shirshov Institute of Oceanology of RAS | ecopp@yandex.ru |
Всего: 6
References
Архипов В.С., Маслов С.Г. Состав и свойства типичных торфов центральной части Западной Сибири // Химия растительного сырья. 1998. № 4. С. 9-16
Белькевич П.И., Голованов Н.Г., Долидович Е.Ф. Битумы торфа и бурого угля. Минск : Наука и техника, 1989. 127 с
Бондаренко А.С., Жигунов А.В. Статистическая обработка материалов лесоводственных исследований : учеб. пособие. СПб. : Из-во Политехнического университета, 2016. 125 с
Войтехов М.Я. Восстановление осушенных лесо-болотных угодий (на примере Дубненского лесо-болотного массива). Проблемы. Практика. Теория. М. : АПКиППРО, 2012. 200 с
Вомперский С.Э., Вомперская М.И., Глухова Т.В., Валяева Н.А. Трансформация торфянистого горизонта почв заболоченных лесов в южной тайге под влиянием поверхностного осушения // Почвоведение. 2017. № 10. С. 1229-1237
ГОСТ 11305-2013. Торф и продукты его переработки. Методы определения влаги. М. : Стандартинформ, 2014. 10 с
ГОСТ 11306-2013. Торф и продукты его переработки Методы определения зольности. М. : Стандартинформ, 2013. 11 с
ГОСТ 17644-83. Торф. Методы отбора проб из залежи и обработки их для лабораторных испытаний. М. : Изд-во стандартов, 1983. 9 с
ГОСТ 28245-89. Торф. Методы определения ботанического состава и степени разложения. М. : Стандартинформ, 2006. 7 с
Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0 / А. Иванов, С. Шоба, В. Столбовой и др. М., 2014. 768 с
Козловская Л.С., Медведева В.М., Пьявченко Н.И. Динамика органического вещества в процессе торфообразования. Л. : Наука, 1978. 172 с
Косов В.И. Торф. Ресурсы, технологии, геоэкология. М., 2007. 452 с
Латыш И.М. Групповой химический состав органического вещества верхового торфа среднетаежной зоны Западной Сибири на примере болотного массива «Мухрино» // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2017. Т. 8, № 2. С. 57-63
Лиштван И.И., Король Н.Т. Основные свойства торфа и методы их определения. Минск : Наука и техника, 1975. 318 с
Методика измерений группового химического состава торфа гравиметрическим методом № 88-16365-009-2017. Свид-во об аттестации выдано 06.12.2017. Номер госрегистрации «ФР.1.31.2018.29621» / С.Б. Селянина, Т.И. Пономарева, А.С. Орлов [и др.]. Архангельск, 2017. 20 с
Моторин А.С. Влияние уровня грунтовых вод на состав органического вещества торфяных почв Северного Зауралья // Сборник статей II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции «Современные научно-практические решения в АПК». Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2018. С. 38-43
Носкова М.Г. Полевой атлас-определитель сфагновых мхов. Тула : Аквариус, 2016. 112 с
Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М. : Изд-во МГУ, 1990. 332 с
Семененко Н.Н., Каранкевич Е.В. Трансформация химического состава торфяных почв под влиянием осушения и длительного сельскохозяйственного использования // Вестик Национальной Академии наук Беларуси. 2011. № 1. С. 45-50
Серебренникова О.В., Стрельникова Е.Б., Прейс Ю.И., Аверина Н.Г., Козел Н.В., Бамбалов Н.Н., Ракович В.А. Состав экстрактивных веществ торфов осушенных и ненарушенных верховых болот Беларуси и Западной Сибири // Известия ТПУ. Химия и химические технологии. 2014. Т. 325, № 3. С. 31-45
Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения. М. : Недра, 1976. 488 с
Шинкеева Н.А., Маслов С.Г. Архипов В.С. Характеристика группового состава органического вещества отдельных репрезентативных торфов таежной зоны Западной Сибири // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2009. Вып. 3. С. 116-119
Harris L.1, Moore T.R., Roulet N.T., Pinsonneault A.J. Limited effect of drainage on peat properties, porewater chemistry, and peat decomposition proxies in a boreal peatland // Biogeochemistry. 2020. V. 151. P. 43-62. https://doi.org/10.1007/s10533-020-00707-1
Rochefort L., Lode E. Restoration of Degraded Boreal Peatlands. Boreal Peatland Ecosystems. Ecological Studies (Analysis and Synthesis). 2006. V. 188. P. 381-423. doi: 10.1007/978-3-540-31913-9_17
Walter K.M., Zimov S.A., Chanton J.P., Verbyla D., Chapin F.S. Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming // Nature. 2006. V. 443. P. 71-75
Xu Z., Wang S., Wang Z., Dong Y., Zhang Y., Liu S., Li J. Effect of drainage on microbial enzyme activities and communities dependent on depth in peatland soil // Biogeochemistry. 2021. doi: 10.1007/s10533-021-00828-1
Von Post Humification Scale. URL: https://www.blacklandcentre.org/the-science/von-post-humification-scale/ (дата обращения: 15.09.2021)